Avaimen ero - tilatoiminto vs polkutoiminto
Termodynamiikka on fyysisen kemian päähaara, joka osoittaa termokemialliset suhteet energian ja työn eri muotoihin. Termodynaamisen järjestelmän käyttäytymistä kuvataan neljällä termodynaamisella lailla. Tilafunktio ja polkutoiminto ovat kaksi tapaa ilmaista järjestelmien erilaisia termodynaamisia ominaisuuksia. Tärkein ero tilatoiminnon ja polkutoiminnon välillä on se, että tilatoiminnot eivät riipu polusta tai prosessista, kun taas polkutoiminnot riippuvat polusta tai prosessista. Siksi tilafunktio ja polkutoiminto ovat toisiaan vastakkaiset.
SISÄLLYS
1. Yleiskatsaus ja avainerot
2. Mikä on tilatoiminto
3. Mikä on reittitoiminto
4. Tilafunktion ja polufunktion yhtäläisyydet
5. Rinnakkainen vertailu - tilafunktio vs polufunktio taulukkomuodossa
6. Yhteenveto
Mikä on valtion toiminta
Tilafunktio on termodynaaminen termi, jota käytetään nimeämään ominaisuus, jonka arvo ei riipu polusta kyseisen tietyn arvon saavuttamiseksi. Tilatoimintoja kutsutaan myös pistefunktioiksi. Tilatoiminto riippuu vain termodynaamisen järjestelmän nykyisestä tilasta ja sen alkutilasta (polusta riippumaton). Termodynaamisen järjestelmän tilatoiminto kuvaa kyseisen järjestelmän tasapainotilan riippumatta siitä, miten järjestelmä saavutti kyseisen tilan.
Esimerkkejä valtion toiminnoista
- Massa
- Energia - entalpia, sisäinen energia, Gibbsin vapaa energia jne.
- Haje
- Paine
- Lämpötila
- Äänenvoimakkuus
- Kemiallinen koostumus
- Korkeus
Tilatoiminto riippuu kolmesta asiasta: ominaisuudesta, alkuarvosta ja lopullisesta arvosta. Entalpia on tilatoiminto. Se voidaan antaa matemaattisena lausekkeena alla olevan mukaisesti.
Jossa t 1 on lopputila, t 0 on alkutila ja h on järjestelmän entalpia.
Mikä on polun toiminto?
Polkufunktio on termodynaaminen termi, jota käytetään nimeämään ominaisuus, jonka arvo riippuu kulkemasta polusta kyseisen arvon saavuttamiseksi. Toisin sanoen polkutoiminto riippuu kulkemasta polusta lopullisen tilan saavuttamiseksi alkutilasta. Polkutoimintoa kutsutaan myös prosessitoiminnoksi.
Polkufunktio antaa eri arvot eri poluille. Siksi polkufunktioilla on vaihtelevat arvot reitistä riippuen. Siksi, kun reittifunktiota ilmaistaan matemaattisesti, polkutoiminnon integroimiseksi tarvitaan useita integraaleja ja rajoja.
Esimerkkejä reittitoiminnoista
- Mekaaninen työ
- Lämpö
- Valokaaren pituus
Sisäinen energia saadaan seuraavalla yhtälöllä:
∆U = q + w
Missä ∆U on sisäisen energian muutos, q on lämpö ja w on mekaaninen työ. Sisäinen energia on tilatoiminto, mutta lämpö ja työ ovat reittitoimintoja.
Mitkä ovat yhtäläisyydet valtion toiminnon ja polun funktion välillä?
- Molemmat ovat termodynamiikassa kuvattuja toimintoja.
- Molemmat ovat termodynaamisten järjestelmien ominaisuuksia.
Mikä on tilatoiminnon ja polun toiminnon ero?
Erilainen artikkeli keskellä taulukkoa
Tilatoiminto vs polun toiminto |
|
| Tilafunktio on termodynaaminen termi, jota käytetään nimeämään ominaisuus, jonka arvo ei riipu polusta kyseisen tietyn arvon saavuttamiseksi. | Polkufunktio on termodynaaminen termi, jota käytetään nimeämään ominaisuus, jonka arvo riippuu kulkemasta polusta kyseisen arvon saavuttamiseksi. |
| Muut nimet | |
| Tilatoimintoja kutsutaan myös pistefunktioiksi. | Polkutoimintoja kutsutaan myös prosessitoiminnoiksi. |
| Käsitellä asiaa | |
| Tilatoiminnot eivät riipu polusta tai prosessista. | Polun toiminnot riippuvat polusta tai prosessista. |
| Liittäminen | |
| Tilatoiminto voidaan integroida käyttämällä järjestelmän termodynaamisen ominaisuuden alku- ja loppuarvoja. | Polkufunktio edellyttää useita integraaleja ja integraation rajoja kiinteistön integroimiseksi. |
| Arvot | |
| Tilatoiminnon arvo pysyy samana vaiheiden lukumäärästä riippumatta. | Yksivaiheisen prosessin polkufunktion arvo eroaa monivaiheisesta prosessista. |
| Esimerkkejä | |
| Tilan toimintoihin kuuluvat entropia, entalpia, massa, tilavuus, lämpötila jne. | Reittitoiminnot sisältävät lämmön ja mekaanisen työn. |
Yhteenveto - valtion toiminto vs polun toiminto
Tilafunktio ja polkutoiminto ovat termodynaamisten lausekkeiden kahta muotoa, jotka antavat termodynaamisille järjestelmille erilaisia ominaisuuksia. Nämä termit eroavat toisistaan; keskeinen ero tilatoiminnon ja polkutoiminnon välillä on se, että tilatoiminnot eivät riipu polusta tai prosessista, kun taas polun toiminnot riippuvat polusta tai prosessista.
