熱力學(xué)狀態(tài)(英語:Thermodynamic state)是指一組描述熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)。個(gè)別的參數(shù)一般會(huì)稱為狀態(tài)變數(shù)、狀態(tài)參數(shù)或是熱力學(xué)變數(shù)。只要一熱力學(xué)系統(tǒng)中有足夠多的已知狀態(tài),其他的狀態(tài)就已被確定,而所需要的狀態(tài)數(shù)量視系統(tǒng)復(fù)雜程度而定。
例如一封閉簡(jiǎn)單系統(tǒng),其中有二升的氧氣,壓力為一大氣壓,此即為此系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài),其他的狀態(tài)變數(shù)(溫度、、內(nèi)能)等都已被確定。
狀態(tài)函數(shù)
主條目:狀態(tài)函數(shù)
狀態(tài)函數(shù)也稱為態(tài)函數(shù)、熱力學(xué)變數(shù),可以描述一熱力學(xué)系統(tǒng)在某特定時(shí)間下的條件。狀態(tài)變數(shù)的總變化量只和初始狀態(tài)及最終狀態(tài)有關(guān),不論系統(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)之間所經(jīng)過的路徑為何,狀態(tài)變數(shù)的總變化量均不受影響,因此狀態(tài)變數(shù)的微量變化均為全微分。
相對(duì)狀態(tài)函數(shù)的是過程函數(shù),總變化量和一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)之間所經(jīng)過的路徑有關(guān)。像功、熱都是過程函數(shù)。
狀態(tài)函數(shù)包括熵、壓力、溫度、體積等,其中也包含了像內(nèi)能、等“熱力學(xué)勢(shì)”,也就是具有能量量綱的熱力學(xué)函數(shù)。許多熱力學(xué)圖可用來分析狀態(tài)函數(shù)之間的變化。
平衡狀態(tài)
自然界有許多復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng),不過許多時(shí)候這些系統(tǒng)的狀態(tài)可以用一些理想條件下的結(jié)果來近似,其中一個(gè)理想條件就是穩(wěn)定平衡狀態(tài)。根據(jù)許多實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,熱力學(xué)假設(shè)一個(gè)不受外界環(huán)境影響的系統(tǒng)會(huì)趨近一個(gè)穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。以下是幾種不同的平衡狀態(tài):
??熱平衡:若一系統(tǒng)的溫度是均勻的,則稱此系統(tǒng)為熱平衡。
??力學(xué)平衡:若系統(tǒng)的每一點(diǎn)沒有受到壓力,且沒有物體的運(yùn)動(dòng),則稱此系統(tǒng)為力學(xué)平衡。
??相平衡:指系統(tǒng)中各相的質(zhì)量均為一定值,不隨時(shí)間改變。
??化學(xué)平衡:指系統(tǒng)的化學(xué)成分及比例固定,不隨時(shí)間改變。
封閉簡(jiǎn)單系統(tǒng)
封閉簡(jiǎn)單系統(tǒng)也是一種常見的理想條件,封閉簡(jiǎn)單系統(tǒng)是指一個(gè)理想系統(tǒng),系統(tǒng)不和外界交換質(zhì)量(封閉系統(tǒng)),系統(tǒng)內(nèi)部沒有絕熱、剛體的邊界,物質(zhì)可自由在系統(tǒng)的各部分移動(dòng),且不受外界力場(chǎng)或慣性力的影響。根據(jù)狀態(tài)原則,此系統(tǒng)可以由二個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)變數(shù)完全描述,狀態(tài)變數(shù)可能是溫度、壓力、或是特定化學(xué)物質(zhì)的質(zhì)量。因此許多化學(xué)物質(zhì)在相分布及內(nèi)含狀態(tài)(包括密度、熱容、熱傳導(dǎo)率、粘度、熵或焓等)可以整理成對(duì)應(yīng)壓力及溫度的函數(shù)。
相關(guān)條目
??基態(tài)
??靜止?fàn)顟B(tài)
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