热化学问题

1、如何理解系统的宏观性是状态的单值函数? 此句话里自变量和因变量是分别是谁?
2、如何理解状态函数,为什么热和功不是状态函数,不是说与路径 无关么?放三百焦耳热量可以通过多种方式呀,不就是与途径无关?怎么理解?求大师!
别用百度百科里头的解释来告诉我:例如:温度、压力、体积、密度、能量、形态等,还有热力学函数:U(内能)、H(焓)、G(吉布斯函数)、F(自由能)、S(熵)等可以定义为体系的一个与路径无关的性质,而功和热则不可以,因为功和热无法与体系的特定状态联系在一起。
我看不懂……

系统的宏观性质是状态的单值函数这一表述是比较抽象的。这里包含了这几层意思:

所谓宏观性质就是系统的某种宏观属性(与个别分子没有关系),例如系统中物质的多少(用质量或物质的量描述),系统空间范围的大小(用体积描述)、对外界作用力的强弱(用压强描述)、冷热程度(用温度描述)等等都是系统的某一方面宏观性质。系统处于一定状态(没有发生任何宏观变化,粗略理解为肉眼可见的变化),描述这些宏观性质的物理量取得一定值(这是无数实验的结论)。反过来我们说,当这些物理量取得特定值的时候,系统一定处于一个特定的状态(不会发生任何宏观变化)。

实践还证明了只要确定了系统的某几个宏观物理量(不需要所有的),系统的状态就完全确定了,从而系统的任何其他宏观量都随之而定。要确定系统状态所需选取的最少的物理量,称为独立变量。

例如一定量理想气体,只要确定它的压强和体积两个量(独立变量),那么它的状态就确定了,从而它的温度、U、H、F、G、比热容、导热系数等等等等都随之确定。也就是说温度或其它任何描述系统状态的的物理量(称为状态量)可以表示为压强和体积的特定形式的函数。例如,理想气体状态方程pV=nRT就描述了温度和独立变量(p,V)之间的函数关系。这样T就是(p,V)的函数,称为状态函数,因为一定的状态具有一定的p,V,就唯一确定了它的温度。同样,我们可以选T,p为自变量(也唯一指定了一定量理想气体的状态),这时V就是T,p的函数。

类似U,H,F,G,S都可以表示为两个独立变量的函数(不过函数形式并不都容易知道,理想气体的形式比较简单)。也就是说状态一定(独立变量就一定),它们的函数值就一定,因此我们说这些描述系统宏观性质的物理量都是系统的状态函数。抽象点说性质(用物理量的大小和方向表示)就是应变量,状态就是自变量。具体点说,描述某一性质的物理量是应变量,而决定状态的独立变量就是自变量。

内能是状态函数的原因请看百度百科内能条目中的相关部分,其中大部分内容是我写的。
H=U+pV,U,p,V都仅决定于状态,故H也仅决定于状态。其它几个状态函数类似。

为什么热和功不是状态函数?
某一状态没有热量和功的概念,热量和功必然要涉及系统的两个不同状态,更准确的说系统必须发生一个过程,才谈得上传热和做功。我们不能说一定量的理想气体在1atm,300K下有多少热量,或有多少功。因此功和热不是由状态确定的,而是由过程确定的。

放三百焦耳热量可以通过多种方式呀,不就是与途径无关?怎么理解?
系统通过某种方式,从一种状态变为另一种状态,对于相同的始终态,不同的途径做功是不同的,因此是与途径有关的。热量必然也与途径有关。原因参见http://zhidao.baidu.com/question/322128254.html
你已经明确了放300J的热,那么不同的方式的始终态就不会相同。所谓与途径有关必须明确相同的始终态,始终态不明确是时候,功和热可以取得任意值,就没有比较的意义了。

如有疑问,请追问。
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答