基础与物理化学是什么

状态函数

想想你在山上的海拔。无论你是沿着平缓蜿蜒的小径,还是顺着险峻的垂直陡坡到达某一点,你高出海平面的高度都一样——它只取决于你此刻在哪里,而与你怎么到达无关。状态函数就是任何像这海拔一样的系统性质:它只取决于系统当下的状况。

正式地说,状态函数是这样一种性质:一旦你知道了系统的状态——它的温度、压强、数量等等——它的值就被确定,与到达那个状态所走的路径无关。能量、焓、熵、温度、压强和体积都是状态函数。正因如此,一个状态函数在两个状态之间的变化,就只是它的终值减去初值。

这极其有用,因为它让你能沿任何方便的想象路线去计算一个变化,并相信所得的答案。这也是赫斯定律之所以成立的深层缘由。诚实的提醒是:并非一切都是状态函数——热和功就断然不是,它们取决于路径,就像你上山实际走过的路程。

开车穿过城镇,无论你走哪些街道,你最终的位置都是确定的(状态函数),但你烧掉的汽油却完全取决于路线(路径函数)。

你最终落在哪里是状态函数;你走了多远是路径函数。

一个方便的检验:如果一个量的变化可写成干净的终值减初值(如 ΔT),它就是状态函数。热和功写作 q 和 w,不带 Δ,则是路径函数。

又称
state variablefunction of state态函数状态量