态函数

在平衡熱力學中， 态函数（）又称狀態函數、热力学函数（thermodynamic function），是描述系统热力学状态的宏观物理性质的函数。处于平衡状态的热力学系统，各宏观物理量具有确定的值，并且这些物理量仅由系统所处的状态所决定，与达到平衡态的过程无关。决定物质状态的物理量被称为状态函数。其中包含了“热力学势”，热力学势特指下面提到的四个具有能量量纲的热力学函数。

熱力學系统的狀態函数一般存在一定的相互依存关系。如理想氣體的狀態方程式中，可以任意选取其中的兩個狀態函數為独立变量，而把其他的統計量看作它们的函数。热力学函数之间的依存关系具有普适性。

简单系统的热力学函数
简单热力学系统（如量子、古典氣體系統）一般具有以下热力学函数，可以任意选取其中两个作为独立变量：
量綱（單位）不是能量的热力学函数

量綱（單位）是能量的熱力學勢

热力学势
上面给出的热力学函数中，后四个具有能量的量纲，单位都为焦耳，这四个量通常称为「热力学势」。

其中，

: T =温度，
: S =熵，
: P =压强，
: V =体积

具有 廣義力 和 廣義位移 X_i x_i 熱力學系統，
內能U的微分式可從熱力學第一定律得知：

:dU = T \, dS - \sum_i X_i \, dx_{i} + \sum_j \mu_j \, dN_j\,

公式內的U、S和V是熱力學的狀態函數，也可用於非平衡、不可逆的過程。

其餘三個熱力學勢可經由 勒壤得轉換轉換自變數而得到。

通过对以上微分表达式求偏导，可以得到T，S，P，V四个变量的偏导数间的“麦氏关系”

相關條目

• 热力学势

参考
延伸阅读
*
*
*华彤文等 《普通化学原理》第三版 2005 ISBN 7-301-09213-X/O 0654