Функции состояния термодинамической системы

В термодинамике под состоянием понимают набор параметров (свойств) системы, количественно характеризующих эту систему. В качестве набора параметров в основном используют три величины: давление (Р), температуру (Т), объем (V).

Функция состояния - количественная характеристика системы, которая зависит только от равновесного состояния системы и не зависит от того, по какой траектории в пространстве параметров достигнуто это состояние.

Через этот набор параметов определяют четыре характеристические функции состояния системы: внутреннюю энергию (Е), энергию Гельмгольца (F), энергию Гиббса (G), энтальпию (Я). Если функция состояния является характеристической, то через нее можно установить все остальные параметры системы.

Количественные соотношения, связывающие параметры и функции состояния, приведены ниже (получены на основе первого и второго начал термодинамики):

Рис. 5.1. Связь между параметрами и функциями состояния термодинамической системы в виде квадрата Гесса

Наглядно связь между параметрами и функциями состояния термодинамической системы можно представить в виде так называемого квадрата Гесса (рис. 5.1).

Формальная схема классической термодинамики была логически безукоризненно построена выдающимся ученым Гиббсом. Прошло уже более ста лет с того времени, как Гиббс опубликовал свои работы, но в этих работах не было обнаружено ни одной ошибки