Beste antwoord
Laten we eens kijken naar wat lucht of iets anders in twee toestanden. Aanvankelijk in toestand 1 en ten slotte in toestand 2. Tijdens het proces van toestand 1 naar 2, is er wat werk verzet. Nu is mijn vraag: kun je me vertellen wat het werk is dat wordt gedaan door simpelweg de begin- en eindtoestand te beschouwen?
Zo.
Ik weet zeker dat je geen antwoord kunt geven op het werk dat je hebt gedaan. Omdat je het pad niet kent gevolgd tijdens het proces.
Overweeg dit nu.
Zo kun je een willekeurig aantal paden hebben tussen Staten één en twee. Elk pad zal een verschillende hoeveelheid werk hebben.
Het is omdat werk een padfunctie is. Padfunctie betekent een hoeveelheid die alleen afhangt van het pad, maar niet van de begin- en eindtoestanden. Ex. Werk, warmte etc.
Een puntfunctie is een grootheid die alleen afhangt van de begin- en eindtoestand. Ex. Interne energie, volume, druk etc.
Als je de eindtoestanden kent. Je kunt hun verandering tijdens een proces ontdekken.
Zoals je vroeg, is het werk dat gedaan wordt niet het product van druk en verandering in begin- en eindvolume. Eigenlijk is het integraal pdv of in jouw geval is het integraal Fds. Dat betekent dat het gebied onder de p-v-curve of F-s eigenlijk het uitgevoerde werk vertegenwoordigt. Omdat het gebied afhankelijk is van het pad. Het verrichte werk moet ook afhangen van het pad. Het is dus een padfunctie.
Overweeg dit nu.
Daarom heeft het voor dezelfde begin- en eindtoestand verschillende gebieden, afhankelijk van het pad. Werk dat gedaan wordt, hangt dus altijd af van een pad en het is een padfunctie.
Antwoord
Warmte is geen toestandsfunctie omdat het geen intrinsieke eigenschap van een systeem is.
Denk aan alle eigenschappen die toestandsfuncties zijn – druk, volume, interne energie, temperatuur, entropie enz. Dit zijn allemaal intrinsieke eigenschappen van die specifieke stof. Druk is bijvoorbeeld de gemiddelde kracht waarmee de atomen / moleculen raken de wand van het vat. Volume is de ruimte die wordt ingenomen door de atomen / moleculen. Deze zijn allemaal heel specifiek voor die specifieke stof.
Nu zijn warmte en werk twee modi van energie tijdens het transport. Dit betekent dat dit is wat we gebruiken om te beschrijven wanneer er een stroom van energie is. Warmte en werk maken het niet uit wat het materiaal is. Wanneer warmte- en werkoverdrachten plaatsvinden over een grens, is het niet van belang welke substantie zich aan de andere kant van de grens bevindt.
Warmte en werk worden alleen gedefinieerd als er een verandering in het systeem is, zoals de energie stroomt over de grens van een systeem. Zodra warmte of werk de grens overschrijden en het systeem binnendringen, manifesteren ze zichzelf als interne energie , die een eigenschap is van het systeem. Nadat de verandering in het systeem is gestopt, betekenen warmte en werk niets meer, we hebben alleen interne energie nodig om de toestand te kennen.
Als padfuncties worden warmte en werk bepaald door het pad van het systeem punt 1 tot punt 2. Afhankelijk van hoe we het systeem van toestand 1 naar toestand 2 brengen, zou de interactie tussen warmte en werk veranderen, maar hun verschil zou hetzelfde zijn, aangezien hun verschil de interne energie vertegenwoordigt.
Van de eerste wet, \ delta Q = dU + \ delta W
dU = \ delta Q – \ delta W
Hoewel \ delta Q en \ delta W afhankelijk zijn van het pad , hun verschil zou hetzelfde zijn, dwz dU wat een puntfunctie is.
Om van punt 1 naar punt 2 te komen, kunnen we dit op veel manieren doen, en voor elk dienovereenkomstig \ delta Q en \ delta W zou anders zijn.
(Image Courtesy – Google)
Voor elk pad, Q en W zouden anders zijn, terwijl P\_1, P\_2, V\_1 en V\_2 altijd hetzelfde zouden zijn.