状态函数

✍ dations ◷ 2025-08-13 03:03:02 #状态函数

在热力学中，热力学函数（英语：State function），或称热力学参数、状态函数，是描述热力学系统的宏观物理量。处于平衡态的热力学系统，各宏观物理量具有确定的值，并且这些物理量仅由系统所处的状态所决定，与达到平衡态的过程无关。决定物质状态的物理量被称为状态函数。其中包含了“热力学势”，热力学势特指下面提到的四个具有能量量纲的热力学函数。热力学系统的状态函数一般存在一定的相互依存关系。如理想气体的状态方程中，可以任意选取其中的两个状态函数为独立变量，而把其他的统计量看作它们的函数。热力学函数之间的依存关系具有普适性。简单热力学系统（如量子、经典气体系统）一般具有以下热力学函数，可以任意选取其中两个作为独立变量：量纲（单位）不是能量的热力学函数量纲（单位）是能量的热力学势上面给出的热力学函数中，后四个具有能量的量纲，单位都为焦耳，这四个量通常称为“热力学势”。其中，具有广义力和广义位移 X i {displaystyle X_{i}} x i {displaystyle x_{i}} 热力学系统，内能 U {displaystyle U} 的微分式可从热力学第一定律得知：公式内的U、S和V是热力学的状态函数，也可用于非平衡、不可逆的过程。其余三个热力学势可经由勒让德变换 (Legendre transform)转换自变数而得到。通过对以上微分表达式求偏导，可以得到T，S，P，V四个变量的偏导数间的“麦氏关系”

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