最佳答案
在熱力學跟物理化學中,我們常常會接觸到各種狀況函數,如內能U、焓H、自由能F等。但是,q(熱量)卻不是一個狀況函數,這畢竟是為什麼呢? 起首,讓我們總結一下狀況函數的定義跟特點。狀況函數是指那些只依附於體系以後狀況的微不雅性質,而與體系達到該狀況的過程有關的物理量。換句話說,無論體系是經由過程什麼樣的道路從初始狀況達到終極狀況,狀況函數的值都是雷同的。 具體來說,q代表的是體系與外界之間交換的熱量。根據熱力學第一定律,熱量是能量的一種表示情勢,它可能使體系的內能產生變更。但是,q並不是一個狀況函數,原因有以下多少點:
- q與過程有關:q的大小取決於體系經歷的熱力學過程,如等溫過程、絕熱過程等。即就是同一集體系,在差其余熱力學過程中,交換的熱量q也會差別。
- q不是微不雅性質:狀況函數是微不雅性質,與微不雅粒子的具體活動有關。而q涉及到體系與外界的熱交換,與微不雅粒子的活動跟相互感化密切相幹。
- q不克不及用來描述體系狀況:因為q與過程有關,我們無法僅憑q來描述體系的以後狀況。相反,我們須要曉得體系的內能、溫度、壓強等狀況函數來描述其狀況。 最後,總結一下,q不是狀況函數的原因在於它依附於體系達到以後狀況的過程,與過程有關,且不克不及單獨描述體系的狀況。因此,在熱力學跟物理化學的研究中,我們平日關注的是狀況函數,而不是過程函數如q。 懂得這一點有助於我們更好地懂得熱力學跟物理化學中的基本不雅點,為後續的進修跟研究打下堅固的基本。