Articles

Función de estado

Posted by admin

un sistema termodinámico se describe por una serie de parámetros termodinámicos (por ejemplo, temperatura, volumen o presión) que no son necesariamente independientes. El número de parámetros necesarios para describir el sistema es la dimensión del espacio de estado del sistema (D). Por ejemplo, un gas monoatómico con un número fijo de partículas es un caso simple de un sistema bidimensional (D = 2). Cualquier sistema bidimensional se especifica únicamente mediante dos parámetros., La elección de un par diferente de parámetros, como la presión y el volumen en lugar de la presión y la temperatura, crea un sistema de coordenadas diferente en el espacio de estado termodinámico bidimensional, pero por lo demás es equivalente. La presión y la temperatura se pueden utilizar para encontrar el volumen, la presión y el volumen se pueden utilizar para encontrar la temperatura, y la temperatura y el volumen se pueden utilizar para encontrar la presión. Una declaración análoga es válida para espacios de dimensiones superiores, como se describe en el postulado del estado.,

generalmente, un espacio de estado se define por una ecuación de la forma F (P, V, T,=) = 0,donde P denota presión, T denota temperatura, V denota volumen, y la elipsis denota otras posibles variables de estado como el número de partícula N y la entropía S. si el espacio de estado es bidimensional como en el ejemplo anterior, se puede visualizar como un gráfico tridimensional (una superficie en espacio tridimensional). Sin embargo, las etiquetas de los ejes no son únicas (ya que hay más de tres variables de estado en este caso), y solo dos variables independientes son necesarias para definir el estado.,

Φ ( t 0 , t 1 ) = ∫ t 0 t 1 P d V d t d t + ∫ t 0 t 1 V d P d t d t = ∫ t 0 t 1 d ( P V ) d t d t = P ( t 1 ) V ( t 1 ) − P ( t 0 ) V ( t 0 ) . {\displaystyle {\begin{aligned}\Phi (t_{0},t_{1})&=\int _{t_{0}}^{t_{1}}P{\frac {dV}{dt}}\,dt+\int _{t_{0}}^{t_{1}}V{\frac {dP}{dt}}\,dt\\&=\int _{t_{0}}^{t_{1}}{\frac {d(PV)}{dt}}\,dt=P(t_{1})V(t_{1})-P(t_{0})V(t_{0}).\end{aligned}}}

en la ecuación, el integrando se puede expresar como el diferencial exacto de la función P(t)V (t)., Por lo tanto, la integral se puede expresar como la diferencia en el valor de P(t)V(t) en los puntos finales de la integración. El producto PV es, por lo tanto, una función de estado del sistema.

la notación d se utilizará para un diferencial exacto. En otras palabras, la integral de dΦ será igual a Φ(t1) − Φ (T0). El símbolo δ se reservará para un diferencial inexacto, que no se puede integrar sin un conocimiento completo de la ruta. Por ejemplo, δW = PdV se utilizará para denotar un incremento infinitesimal de trabajo.,

Las funciones de estado representan cantidades o propiedades de un sistema termodinámico, mientras que las funciones no estatales representan un proceso durante el cual las funciones de estado cambian. Por ejemplo, la función de estado PV es proporcional a la energía interna de un gas ideal, pero el trabajo W es la cantidad de energía transferida a medida que el sistema realiza el trabajo. La energía interna es identificable; es una forma particular de energía. El trabajo es la cantidad de energía que ha cambiado su forma o ubicación.

Leave A Comment