热力学中关于特征函数的一段话,愣没看懂

一般情况,称U、H、F、G为状态函数,因为它们是该系统任一对独立变量的单值函数,而且dU、dH、dF、dG是全微分。但是在某一特定情况U、H、F、G又称特征函数。这特定情况是内能表达为独立变量(S,V)函数,H表达为(S,p)函数,F表达为(T,V)函数,G表达为(T,p)函数。并且把该特定情况的独立变量(S,V)、(S,p)、(T,V)、(T,p)称为它们相应特征函数的特征变量。

愣是没看懂,到底为什么这里U,H,F,G被称作“特征函数”而不仅仅“状态函数”?

到底特殊在哪里啊,求教大家~谢谢

这个问题提得很好。
对于简单系(一定量的气体、液体或各向同性的固体),仅有两个独立变量,这两个一定,状态就一定,其它所有热力学状态量也随之而定。

根据U、H、F、G的定义和第一定律和第二定律可以导出简单系的四个热力学基本方程:
dU=TdS-pdV
dH=TdS+Vdp
dF=-SdT-pdV
dG=-SdT+Vdp
这四个公式不是普通数学恒等式或定义式,而是概括、深刻反映了第一定律和第二定律的内涵。这四个式子中的的独立变量,称为对应的函数的自然变量。

而如果将内能表达为独立变量(S,V)函数,H表达为(S,p)函数,F表达为(T,V)函数,G表达为(T,p)函数。再根据数学的全微分的表达式,就可以将这四个量对p,V,S,T的偏导数和这四个自变量本身对应起来。后面进一步就可以得出八个麦氏关系。有了这些关系,并知道系统的某一个特征函数的形式,理论上系统的一切其它热力学状态量和热力学效应(总可表达为某种偏导数)都可以求出。

也就是说特征函数表达了系统在平衡态的所有特征。故有此名。

顺便说一下,有了麦氏关系后,U,H,F,G不用自然变量,事实上也能导出某些热力学状态量,但很可能不能导出全部的热力学状态量。即这样的函数不能完全表达系统平衡态的所有特征。
温馨提示:内容为网友见解,仅供参考
第1个回答  2011-09-09
难啊

热力学中关于特征函数的一段话,愣没看懂
也就是说特征函数表达了系统在平衡态的所有特征。故有此名。顺便说一下,有了麦氏关系后,U,H,F,G不用自然变量,事实上也能导出某些热力学状态量,但很可能不能导出全部的热力学状态量。即这样的函数不能完全表达系统平衡态的所有特征。

关于随机变量特征函数的?
弄清复数的模的概念。

关于发生相变时焓变的问题。
焓(H)是一个特征函数,其特征变量为熵和体积,即:dH=TdS+PdV 那么在蒸发过程中,温度不变,但熵和体积都发生了变化,所以焓不是零。同样对于内能(U),其特征变量亦为熵和体积,即:dU=TdS-PdV 也无法得出等温蒸发内能变化为零的结论 有一个热力学量的变化此时为零,即吉布斯自由能(G),因为它...

什么叫地球化学热力学?
地球化学热力学是地球化学和热力学相结合的一个分支领域,它探讨了地球化学过程中的能量转化、热平衡和热动力学性质。这个领域旨在理解地球内部和表面化学反应与热力学过程之间的关系,以及它们对地球物质循环、地球内部能量平衡和地球演化的影响。一些地球化学热力学的关键概念和研究方向包括:相平衡和热平衡:...

工程热力学目录
1-1 热力系统 1-2 状态和状态参数 1-3 基本状态参数 1-4 平衡状态 1-5 状态方程和状态参数坐标图 1-6 准静态过程与可逆过程 1-7 功量 1-8 热量与熵 1-9 热力循环 思考题 习题 第2章 热力学第一定律 2-1 热力学第一定律的实质 2-2 储存能 2-3 闭口系统的能量方程 2-4 开口系统...

纯物质热化学数据手册目录
1.5 热力学第三定律(能斯特热定理)1.6 热力学中的基本关系式 1.6.1 亥姆霍兹能,吉布斯能 1.6.2 吉布斯能与温度、压力的相关性 1.6.3 封闭系统中的不可逆变化和平衡态 1.6.4 特征函数 1.7 带有化学反应的封闭系统 1.7.1 化学反应方程和约定 1.7.2 反应量 1.7.3 相变焓与相变...

相似回答
大家正在搜