Nejlepší odpověď
Pojďme uvažovat o nějakém vzduchu nebo jiné věci ve dvou stavech. Zpočátku ve stavu 1 a nakonec ve stavu 2. Během proces od stavu 1 do 2, je zde určité množství vykonané práce. Moje otázka nyní zní, můžete mi říct, jaká je práce provedená pouhým zvážením počátečního a konečného stavu.?
Líbí se mi to.
Jsem si jistý, že nemůžete odpovědět na vykonanou práci. Protože cestu neznáte během procesu.
Nyní zvažte toto.
Takto můžete mít libovolný počet cest mezi státy jeden a dva. Každá cesta bude mít různé množství práce.
Je to proto, že práce je funkce cesty. Funkce Path znamená veličinu, která závisí pouze na cestě, ale ne na počátečních a konečných stavech. Př. Práce, teplo atd.
Bodová funkce je veličina, která závisí pouze na počátečních a konečných stavech. Př. Vnitřní energie, objem, tlak atd.
Pokud znáte konečné stavy. Jejich změnu najdete během procesu.
Jak jste požadovali, práce nemusí být výsledkem tlaku a změny počátečního a konečného objemu. Ve skutečnosti je to integrální pdv nebo ve vašem případě integrální Fds. To znamená, že plocha pod křivkou p-v nebo F-s ve skutečnosti představuje vykonanou práci. Protože oblast závisí na cestě. Odvedená práce musí také záviset na cestě. Jedná se tedy o cestovou funkci.
Zvažte to nyní.
Proto má pro stejné počáteční a konečné stavy různé oblasti v závislosti na cestě. Práce tedy vždy závisí na cestě a je to funkce cesty.
Odpověď
Teplo není stavovou funkcí, protože není vnitřní vlastností systému.
Přemýšlejte o všech vlastnostech, které jsou stavovými funkcemi – tlak, objem, vnitřní energie, teplota, entropie atd. To vše jsou vnitřní vlastnosti této konkrétní látky. Například tlak je průměrná síla, s jakou atomy / molekuly narazí na stěnu cévy. Objem je prostor obsazený atomy / molekulami. To vše je pro tuto konkrétní látku velmi specifické.
Teplo a práce jsou nyní dva způsoby přenosu energie. To znamená, že to, co používáme k popisu, když dochází k toku energie. Teplo a práce je jedno, jaký je materiál. Když dochází k přenosu tepla a práce přes hranici, je nepodstatné, jaká látka je na druhé straně hranice.
Teplo a práce jsou definovány pouze tehdy, když dojde ke změně v systému, protože energie teče přes hranici systému. Jakmile teplo nebo práce překročí hranici a vstoupí do systému, projeví se jako vnitřní energie , což je vlastnost systému. Poté, co přestala změna v systému, teplo a práce již nic neznamenají, potřebujeme pouze vnitřní energii, abychom poznali stav.
Protože jsou funkce cesty, teplo a práce jsou definovány cestou, ze které systém bere bod 1 až bod 2. V závislosti na tom, jak vezmeme systém ze stavu 1 do stavu 2, by se změnila interakce tepla a práce, ale jejich rozdíl by byl stejný, protože jejich rozdíl představuje vnitřní energii.
Z prvního zákona \ delta Q = dU + \ delta W
dU = \ delta Q – \ delta W
Přestože \ delta Q a \ delta W závisí na cestě , jejich rozdíl by byl stejný, tj. dU, což je bodová funkce.
Abychom se dostali z bodu 1 do bodu 2, existuje mnoho způsobů, jak to obejít, a pro každý odpovídajícím způsobem \ delta Q a \ delta W by byl jiný.
(Image Courtesy – Google)
Pro každou cestu Q a W by se lišily, zatímco P\_1, P\_2, V\_1 a V\_2 by byly vždy stejné.