Unterschied zwischen Zustandsfunktion und Pfadfunktion

Schlüsseldifferenz - Zustandsfunktion vs. Pfadfunktion
 

Die Thermodynamik ist ein bedeutender Zweig der physikalischen Chemie, der die thermochemischen Beziehungen zwischen verschiedenen Energieformen und Arbeitsformen aufzeigt. Bei der Beschreibung des Verhaltens eines thermodynamischen Systems werden vier thermodynamische Gesetze angewandt. Zustandsfunktion und Pfadfunktion sind zwei Möglichkeiten, um verschiedene thermodynamische Eigenschaften von Systemen auszudrücken. Der Hauptunterschied zwischen Zustandsfunktion und Pfadfunktion ist der Zustandsfunktionen hängen nicht vom Pfad oder Prozess ab, während Pfadfunktionen vom Pfad oder Prozess abhängen. Zustandsfunktion und Pfadfunktion sind daher entgegengesetzt.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist Staatsfunktion?
3. Was ist Pfadfunktion?
4. Ähnlichkeiten zwischen Zustandsfunktion und Pfadfunktion
5. Side-by-Side-Vergleich - Zustandsfunktion vs. Pfadfunktion in Tabellenform
6. Zusammenfassung

Was ist Staatsfunktion?

Zustandsfunktion ist ein thermodynamischer Begriff, mit dem eine Eigenschaft benannt wird, deren Wert nicht von dem Pfad abhängt, über den dieser bestimmte Wert erreicht wird. Zustandsfunktionen sind auch bekannt als Punktfunktionen. Eine Zustandsfunktion hängt nur vom aktuellen Zustand des thermodynamischen Systems und seinem Anfangszustand ab (unabhängig vom Pfad). Die Zustandsfunktion eines thermodynamischen Systems beschreibt den Gleichgewichtszustand dieses Systems, unabhängig davon, wie das System zu diesem Zustand gelangt ist.

Beispiele für Zustandsfunktionen

1. Masse
2. Energie - Enthalpie, innere Energie, Gibbs freie Energie, usw.
3. Entropie
4. Druck
5. Temperatur
6. Volumen
7. Chemische Zusammensetzung
8. Höhe

Eine Zustandsfunktion hängt von drei Faktoren ab: Eigenschaft, Anfangswert und Endwert. Enthalpie ist eine Staatsfunktion. Es kann wie nachstehend angegeben als mathematischer Ausdruck angegeben werden.

In dem t₁ ist der Endzustand, t₀ ist der Anfangszustand und h ist die Enthalpie des Systems.

Was ist Pfadfunktion??

Die Pfadfunktion ist ein thermodynamischer Begriff, mit dem eine Eigenschaft benannt wird, deren Wert von dem Pfad abhängt, über den dieser bestimmte Wert erreicht wird. Mit anderen Worten, eine Pfadfunktion hängt von dem Pfad ab, der zum Erreichen eines Endzustands von einem Anfangszustand genommen wird. Die Pfadfunktion wird auch als a bezeichnet Prozessfunktion.

Eine Pfadfunktion gibt verschiedene Werte für verschiedene Pfade an. Daher haben Pfadfunktionen in Abhängigkeit von der Route variable Werte. Wenn die Pfadfunktion mathematisch ausgedrückt wird, sind daher mehrere Integrale und Grenzwerte erforderlich, um die Pfadfunktion zu integrieren.

Beispiele für Pfadfunktionen

1. Mechanische Arbeit
2. Hitze
3. Bogenlänge

Die innere Energie ergibt sich aus der folgenden Gleichung:

∆U = q + w

Wobei ∆U die Änderung der inneren Energie ist, q die Wärme und w die mechanische Arbeit ist. Die innere Energie ist eine Zustandsfunktion, aber Wärme und Arbeit sind Wegfunktionen.

Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Zustandsfunktion und Pfadfunktion??

• Beides sind Funktionen, die in der Thermodynamik beschrieben werden.
• Beides sind Eigenschaften thermodynamischer Systeme.

Was ist der Unterschied zwischen Zustandsfunktion und Pfadfunktion??

Zustandsfunktion vs. Pfadfunktion
Zustandsfunktion ist ein thermodynamischer Begriff, mit dem eine Eigenschaft benannt wird, deren Wert nicht von dem Pfad abhängt, über den dieser bestimmte Wert erreicht wird.	Die Pfadfunktion ist ein thermodynamischer Begriff, mit dem eine Eigenschaft benannt wird, deren Wert von dem Pfad abhängt, über den dieser bestimmte Wert erreicht wird.
Andere Namen
Zustandsfunktionen werden auch als Punktfunktionen bezeichnet.	Pfadfunktionen werden auch als Prozessfunktionen bezeichnet.
Verarbeiten
Zustandsfunktionen hängen nicht vom Pfad oder Prozess ab.	Pfadfunktionen hängen vom Pfad oder Prozess ab.
Integration
Die Zustandsfunktion kann mit den Anfangs- und Endwerten der thermodynamischen Eigenschaft des Systems integriert werden.	Die Pfadfunktion erfordert mehrere Integrale und Integrationsgrenzen, um die Eigenschaft zu integrieren.
Werte
Der Wert der Zustandsfunktion bleibt unabhängig von der Anzahl der Schritte gleich.	Der Wert der Pfadfunktion eines Einzelschrittprozesses unterscheidet sich von einem Mehrschrittprozess.
Beispiele
Zu den staatlichen Funktionen gehören Entropie, Enthalpie, Masse, Volumen, Temperatur usw.	Bahnfunktionen umfassen Wärme und mechanische Arbeit.

Zusammenfassung - Zustandsfunktion vs. Pfadfunktion

Zustandsfunktion und Pfadfunktion sind zwei Formen thermodynamischer Ausdrücke, die unterschiedliche Eigenschaften thermodynamischer Systeme ergeben. Diese Begriffe unterscheiden sich voneinander; Der Hauptunterschied zwischen Zustandsfunktion und Pfadfunktion besteht darin, dass Zustandsfunktionen nicht vom Pfad oder Prozess abhängen, während Pfadfunktionen vom Pfad oder Prozess abhängen.

Referenz:

1. „Staatsfunktion“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24. Februar 2018, Hier verfügbar.
2. "State vs. Path Functions". Chemie LibreTexts, Libretexts, 23. Januar 2018, Hier verfügbar.
3. Lumen lernen folgen. „Status versus Pfadfunktionen“. LinkedIn SlideShare, 17. Mai 2015, Hier verfügbar.