热力学 |
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比热容 |
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压缩性 |
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热膨胀 |
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内能
焓
亥姆霍兹自由能
吉布斯能
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在熱力學中, 热力学函数(英語:State function),或称热力学参数、狀態函數,是描述热力学系统的宏观物理量。处于平衡状态的热力学系统,各宏观物理量具有确定的值,并且这些物理量仅由系统所处的状态所决定,与达到平衡态的过程无关。决定物质状态的物理量被称为状态函数。其中包含了“热力学势”,热力学势特指下面提到的四个具有能量量纲的热力学函数。
熱力學系统的狀態函数一般存在一定的相互依存关系。如理想氣體的狀態方程式中,可以任意选取其中的兩個狀態函數為独立变量,而把其他的統計量看作它们的函数。热力学函数之间的依存关系具有普适性。
简单系统的的热力学函数[编辑]
简单热力学系统(如量子、古典氣體系統)一般具有以下热力学函数,可以任意选取其中两个作为独立变量:
量綱(單位)不是能量的热力学函数
物理量
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符号
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单位
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体积 |
V |
m3
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压强 |
P |
Pa和atm
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温度 |
T |
K和℃
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熵 |
S |
J/(mol·K)
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量綱(單位)是能量的熱力學勢
热力学势[编辑]
上面给出的热力学函数中,后四个具有能量的量纲,单位都为焦耳,这四个量通常称为「热力学势」。
内能
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有时也用E表示
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亥姆霍兹自由能
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也常用F表示
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焓
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吉布斯能
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其中,
- T =温度,
- S =熵,
- P =压强,
- V =体积
具有 廣義力 和 廣義位移
熱力學系統,
內能
的微分式可從熱力學第一定律得知:

公式內的U、S和V是熱力學的狀態函數,也可用於非平衡、不可逆的過程。
其餘三個熱力學勢可經由 勒壤得轉換 (Legendre transform)轉換自變數而得到。
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通过对以上微分表达式求偏导,可以得到T,S,P,V四个变量的偏导数间的“麦氏关系”
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