Mejor respuesta
Consideremos algo de aire o cualquier otra cosa en dos estados. Inicialmente en el estado 1 y finalmente en el estado 2. Durante el proceso del estado 1 al 2, hay una cierta cantidad de trabajo realizado. Ahora mi pregunta es, ¿puede decirme cuál es el trabajo realizado simplemente considerando los estados inicial y final?
Así.
Estoy seguro de que no puedes dar la respuesta por trabajo realizado. Porque no conoces el camino seguido durante el proceso.
Ahora considere esto.
De esta forma, puede tener cualquier número de rutas entre los estados uno y dos. Cada ruta tendrá una cantidad diferente de trabajo realizado.
Es porque el trabajo es una función de ruta. La función de ruta significa una cantidad que solo depende de la ruta pero no de los estados inicial y final. Ex. Trabajo, calor, etc.
Una función de punto es una cantidad que solo depende de los estados inicial y final. Ex. Energía interna, volumen, presión etc.
Si conoces los estados finales. Puede encontrar su cambio durante un proceso.
Como pidió, el trabajo realizado no es producto de la presión y el cambio en el volumen inicial y final. En realidad es integral pdv o en su caso es integral Fds. Eso significa que el área bajo la curva p-v o F-s en realidad representa el trabajo realizado. Como la zona depende del camino. El trabajo realizado también debe depender del camino. Entonces, es una función de ruta.
Ahora considere esto.
Por lo tanto, para los mismos estados inicial y final, tiene diferentes áreas dependiendo de la ruta. Entonces, el trabajo realizado siempre depende de una ruta y es una función de ruta.
Respuesta
El calor no es una función de estado porque no es una propiedad intrínseca de un sistema.
Piense en todas las propiedades que son funciones de estado: presión, volumen, energía interna, temperatura, entropía, etc. Todas estas son propiedades intrínsecas de esa sustancia en particular. Por ejemplo, la presión es la fuerza promedio con la que los átomos / las moléculas chocan contra la pared del vaso. El volumen es el espacio ocupado por los átomos / moléculas. Todos estos son muy específicos de esa sustancia en particular.
Ahora, el calor y el trabajo son dos modos de energía en tránsito. Esto significa que esto es lo que usamos para describir cuando hay un flujo de energía. Al calor y al trabajo no les importa cuál sea el material. Cuando las transferencias de calor y trabajo ocurren a través de un límite, es indiferente qué sustancia hay al otro lado del límite.
El calor y el trabajo solo se definen cuando hay un cambio en el sistema, ya que la energía fluye a través de los límites de un sistema. Una vez que el calor o el trabajo cruzan el límite y entran en el sistema, se manifiestan como energía interna, que es una propiedad del sistema. Una vez que ha cesado el cambio en el sistema, el calor y el trabajo ya no significan nada, solo necesitamos energía interna para conocer el estado.
Siendo funciones de ruta, el calor y el trabajo están definidos por la ruta que toma el sistema punto 1 al punto 2. Dependiendo de cómo llevemos el sistema del estado 1 al estado 2, la interacción calor-trabajo cambiaría, pero su diferencia sería la misma, ya que su diferencia representa la energía interna.
De la primera ley, \ delta Q = dU + \ delta W
dU = \ delta Q – \ delta W
Aunque \ delta Q y \ delta W dependen de la ruta , su diferencia sería la misma, es decir, dU, que es una función puntual.
Para ir del punto 1 al punto 2, hay muchas formas de hacerlo, y para cada una, correspondientemente \ delta Q y \ delta W sería diferente.
(Imagen cortesía de Google)
Para cada ruta, Q y W serían diferentes, mientras que P\_1, P\_2, V\_1 y V\_2 siempre serían iguales.