Paras vastaus
Tarkastellaan jotain ilmaa tai muuta asiaa kahdessa tilassa. Aluksi tilassa 1 ja lopuksi tilassa 2. Aikana prosessissa tilasta 1 toiseen on tehty jonkin verran työtä. Kysymykseni on, voitko kertoa minulle, mitä työtä tehdään yksinkertaisesti ottamalla huomioon alkuperäiset ja lopulliset tilat.?
Näin.
Olen varma, ettet voi antaa vastausta tehtyyn työhön. Koska et tiedä polkua seurasi prosessin aikana.
Harkitse nyt tätä.
Tällä tavoin voi olla mikä tahansa polku osavaltioiden yhden ja kahden välillä. Jokaisella polulla tehdään erilainen määrä työtä.
Se johtuu siitä, että työ on polkutoiminto. Polkufunktio tarkoittaa määrää, joka riippuu vain polusta, mutta ei alkutilasta ja lopullisesta tilasta. Esim. Työ, lämpö jne.
Pistefunktio on määrä, joka riippuu vain alkutilasta ja lopputilasta. Esim. Sisäinen energia, tilavuus, paine jne.
Jos tiedät lopputilat. Löydät heidän muutoksensa prosessin aikana.
Kuten pyysit, työ ei ole paineen ja alkuperäisen ja lopullisen tilavuuden muutoksen tulosta. Itse asiassa se on integraali pdv tai sinun tapauksessasi se on integraali Fds. Tämä tarkoittaa p-v-käyrän alla olevaa aluetta tai F-s edustaa itse asiassa tehtyä työtä. Koska alue riippuu polusta. Tehdyn työn on myös riipputtava polusta. Joten se on polkufunktio.
Harkitse nyt tätä.
Näin ollen samoilla alku- ja lopputiloilla sillä on eri alueet polusta riippuen. Joten tehty työ riippuu aina polusta ja se on polkufunktio.
Vastaus
Lämpö ei ole tilafunktio, koska se ei ole järjestelmän sisäinen ominaisuus.
Ajattele kaikkia ominaisuuksia, jotka ovat tilatoimintoja – paine, tilavuus, sisäinen energia, lämpötila, entropia jne. Kaikki nämä ovat kyseisen aineen luontaisia ominaisuuksia. Esimerkiksi paine on keskimääräinen voima, jolla atomit / molekyylit törmäävät astian seinään. Tilavuus on atomien / molekyylien käyttämä tila. Kaikki nämä ovat hyvin spesifisiä kyseiselle aineelle.
Lämpö ja työ ovat nyt kahta liikennemuotoa . Tämä tarkoittaa, että tätä käytämme kuvaamaan energian virtauksen aikana. Lämpö ja työ eivät välitä materiaalista. Kun lämmön ja työn siirtyminen tapahtuu rajan yli, ei ole merkitystä, mitä ainetta rajan toisella puolella on.
Lämpö ja työ määritellään vain, kun järjestelmässä tapahtuu muutoksia, koska energia virtaa järjestelmän rajan yli. Kun lämpö tai työ ylittää rajan ja pääsee järjestelmään, ne ilmaisevat itsensä sisäisenä energiana , joka on järjestelmän ominaisuus. Kun järjestelmän muutos on lakannut, lämpö ja työ eivät enää merkitse mitään, tarvitsemme vain sisäistä energiaa tilan tuntemiseen.
Polkufunktiot, lämpö ja työ määritellään järjestelmän kulkemalla polulla. kohdasta 1 kohtaan 2. Riippuen siitä, miten otamme järjestelmän tilasta 1 tilaan 2, lämmön ja työn vuorovaikutus muuttuisi, mutta niiden ero olisi sama, koska niiden ero edustaa sisäistä energiaa.
Ensimmäisestä laista alkaen \ delta Q = dU + \ delta W
dU = \ delta Q – \ delta W
Vaikka \ delta Q ja \ delta W riippuvat polusta , niiden ero olisi sama, eli dU, joka on pistefunktio.
Päästäkseen pisteestä 1 pisteeseen 2, voimme tehdä tämän monilla tavoilla, ja kullekin vastaavasti \ delta Q ja \ delta W olisi erilainen.
(Kuvan kohteliaisuus – Google)
Jokaisella polulla Q ja W ovat erilaiset, kun taas P\_1, P\_2, V\_1 ja V\_2 ovat aina samat.