Cel mai bun răspuns
Să luăm în considerare un aer sau orice alt lucru în două stări. Inițial la starea 1 și la sfârșit starea 2. În timpul procesul de la starea 1 la 2, există o anumită cantitate de muncă realizată. Acum întrebarea mea este să îmi puteți spune care este munca realizată pur și simplu luând în considerare stările inițiale și finale.?
Astfel.
Sunt sigur că nu puteți da răspunsul pentru munca depusă. Pentru că nu cunoașteți calea urmat în timpul procesului.
Acum ia în considerare acest lucru.
Astfel puteți avea orice număr de căi între statele unu și doi. Fiecare cale va avea o cantitate diferită de muncă.
Acest lucru se datorează faptului că munca este o funcție de cale. Funcția cale înseamnă o cantitate care depinde doar de cale, dar nu de stările inițiale și finale. Ex. Muncă, căldură etc.
O funcție punctuală este o cantitate care depinde doar de stările inițiale și finale. Ex. Energie internă, volum, presiune etc.
Dacă cunoașteți statele finale. Puteți găsi schimbarea lor în timpul unui proces.
Așa cum v-ați cerut, munca depusă nu este produsul presiunii și al modificării volumului inițial și final. De fapt este integral pdv sau în cazul dvs. este integral Fds. Asta înseamnă că zona sub curba p-v sau F-s reprezintă de fapt munca efectuată. Deoarece zona depinde de cale. Munca depusă trebuie să depindă și de calea. Deci, este o funcție de cale.
Acum ia în considerare acest lucru.
Prin urmare, pentru aceleași stări inițiale și finale, are zone diferite în funcție de cale. Deci, munca depusă depinde întotdeauna de o cale și este o funcție de cale.
Răspuns
Căldura nu este o funcție de stare, deoarece nu este o proprietate intrinsecă a unui sistem.
Gândiți-vă la toate proprietățile care sunt funcțiile stării – presiune, volum, energie internă, temperatură, entropie etc. Toate acestea sunt proprietăți intrinseci ale acelei substanțe. De exemplu, presiunea este forța medie cu care atomii / moleculele lovesc peretele vasului. Volumul este spațiul ocupat de atomi / molecule. Toate acestea sunt foarte specifice acelei substanțe.
Acum căldura și munca sunt două moduri de energie în tranzit. Aceasta înseamnă că aceasta este ceea ce folosim pentru a descrie atunci când există un flux de energie. Căldurii și muncii nu le pasă care este materialul. Când transferul de căldură și de lucru are loc într-o graniță, este lipsit de importanță ce substanță există pe cealaltă parte a graniței.
Căldura și munca sunt definite numai atunci când există o schimbare în sistem, ca energie curge peste granița unui sistem. Odată ce căldura sau lucrarea traversează granița și intră în sistem, ele se manifestă ca energie internă, care este o proprietate a sistemului. După ce schimbarea sistemului a încetat, căldura și munca nu mai înseamnă nimic, avem nevoie doar de energie internă pentru a cunoaște starea.
Fiind funcții ale căii, căldura și munca sunt definite de calea pe care o ia sistemul punctul 1 până la punctul 2. În funcție de modul în care luăm sistemul de la starea 1 la starea 2, interacțiunea de căldură și lucru se va schimba, dar diferența lor ar fi aceeași, deoarece diferența lor reprezintă energia internă.
Din prima lege, \ delta Q = dU + \ delta W
dU = \ delta Q – \ delta W
Chiar dacă \ delta Q și \ delta W depind de cale , diferența lor ar fi aceeași, adică dU care este o funcție punctuală.
Pentru a ajunge de la punctul 1 la punctul 2, există multe modalități în care putem merge în acest sens și pentru fiecare, în mod corespunzător \ delta Q și \ delta W ar fi diferit.
(Image Courtesy – Google)
Pentru fiecare cale, Q și W ar fi diferite, în timp ce P\_1, P\_2, V\_1 și V\_2 ar fi întotdeauna la fel.