Функция процесса - Process function

В термодинамике величина, которая четко определена для описания пути процесса через пространство равновесных состояний термодинамической системы , называется функцией процесса или, альтернативно, величиной процесса или функцией пути . Например, механическая работа и тепло являются функциями процесса, поскольку они количественно описывают переход между состояниями равновесия термодинамической системы.

Функции пути зависят от пути, по которому можно попасть в одно состояние из другого. Разные маршруты дают разное количество. Примеры функций траектории включают работу , нагрев и длину дуги . В отличие от функций пути, функции состояния не зависят от выбранного пути. Термодинамические переменные состояния представляют собой точечные функции, отличные от путевых. Для данного состояния, рассматриваемого как точка, существует определенное значение для каждой переменной состояния и функции состояния.

Бесконечно малые изменения в функции процесса X часто обозначаются δX, чтобы отличить их от бесконечно малых изменений в функции состояния Y, которая записывается как dY . Величина dY является точным дифференциалом , а δX - неточным дифференциалом . Бесконечно малые изменения в функции процесса могут быть интегрированы, но интеграл между двумя состояниями зависит от конкретного пути, пройденного между двумя состояниями, тогда как интеграл функции состояния - это просто разность функций состояния в двух точках, независимо от пройденный путь.

В общем, функция процесса X может быть либо голономной, либо неголономной. Для функции голономного процесса вспомогательная функция состояния (или интегрирующий коэффициент) λ может быть определена так, что Y = λX является функцией состояния. Для неголономной функции процесса такая функция не может быть определена. Другими слова, для голономной функции процесса, λ может быть определен таким образом, что д = λδX является точной дифференциал. Например, термодинамическая работа - это функция голономного процесса, поскольку интегрирующий коэффициент λ = 1 / п (где p - давление) даст точный дифференциал функции состояния объема dV = δW / п . Второй закон термодинамики , как указан на Carathéodory по существу сводится к утверждению , что тепло является голономной функцией процесса , так как интегрирующий множитель А = 1 / Т (где T - температура) даст точный дифференциал функции состояния энтропии dS = δQ / Т .

использованная литература

  1. ^ а б Сычев В.В. (1991). Дифференциальные уравнения термодинамики . Тейлор и Фрэнсис. ISBN   978-1560321217 . Проверено 26 ноября 2012 .

Смотрите также