Funkcja stanu
Funkcja stanu to w termodynamice funkcja zależna wyłącznie od stanu układu, czyli od aktualnych wartości jego parametrów, takich jak masa, liczność materii, temperatura, ciśnienie, objętość i inne.
Wartość funkcji stanu z definicji nie zależy od jego historii, tzn. tego co działo się z nim wcześniej. Jeśli udowodni się, że jakaś funkcja termodynamiczna jest zależna od historii układu, to wówczas nie jest to funkcja stanu, a funkcja procesu. Wynika z tego bezpośrednio inna podstawowa własność funkcji stanu:
- Zmiana wartości funkcji stanu zależy tylko od stanu początkowego i końcowego układu, a nie od sposobu w jaki ta zmiana została zrealizowana.
Całka oznaczona różniczki zupełnej funkcji stanu przedstawia różnicę wartości funkcji w stanach odpowiadających granicom całkowania. Z zasady, że wartość funkcji stanu nie zależy od historii układu wynika, że całka oznaczona tej funkcji obliczona dla dowolnego zbioru przemian, które tworzą powtarzalny cykl jest równa 0.
W praktyce stosuje się zwykle następujące funkcje stanu:
- objętość właściwa, (v),
- energia wewnętrzna (U),
- entropia (S),
- energia swobodna F = U - TS,
- entalpia H = U + pV,
- entalpia swobodna G = U - TS + pV,
- egzergia, (b),
- wielki potencjał kanoniczny Ω = F − μN
- potencjał chemiczny
- stężenie molowe dla reakcji chemicznych
- aktywność molowa.
Funkcje stanu są najczęściej wielkościami konceptualnymi, tj. takimi których nie możemy bezpośrednio zmierzyć i dla których określenia konieczna jest pewna procedura zawierająca różne założenia i konwencje.