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  • 1 # 藍風24

    樓上回答基本正確,但表述稍有問題,在此澄清一下。

    正確的說法是:內能是物體所處狀態的函式,在這個表述中,我們將狀態視為一個變數。因此稱內能是狀態的函式,即內能是狀態函式。

    另一正確的表述是:內能是物體某些狀態參量的函式。狀態參量是描述物體狀態的一些物理量,例如溫度、體積、壓強、摩爾數等。任何均勻物體上述四個量之間必然服從一定的關係,這種關係就是物態方程或稱狀態方程。在物質量不變時,溫度、體積、壓強中只有兩個可以自由變化,另一個量取決於那兩個量的變化。因此我們只需要用其中的任意兩個來表示物體的狀態。

    由此可知,一定量的物質其內能是T,V的函式,或T,p的函式等。

    前一表述,有利於我們認清狀態不變,內能即不變的重要性質,後一表述使我們可以進行定量分析、計算。

    請注意我們通常不說內能是狀態函式的函式(這種說法雖不能算錯,但稍有牽強,其中的道理大學之前不必進一步過問了)。

    狀態不變,內能一定不變(即狀態一定,內能一定,也即內能是狀態的單值函式);狀態變,內能通常變,卻未必一定變。在一些巧合的情況下可以不變。自己用理想氣體為例去分析一下。

    至於內能為什麼是狀態的單值函式,樓上的分析觀點正確,表述欠當,可據上述知識自行組織語言表述。

    提問中有一個極其重要的誤區,功和熱量都不是狀態的函式!

    也就是說,一定狀態下完全不可能知道功、熱量的大小。二者之間沒有關聯,所謂關聯用數學語言講就是函式。

    這是因為做功、傳熱必須涉及兩個不同狀態,因此做功量和熱量不能由某一個狀態確定。功和熱量非但同時取決於兩個狀態,還取決於從一個狀態是怎樣變為另一個狀態的,即變化的具體過程。所以我們常說功和熱量是過程量(過程一定其值一定),而內能、溫度、壓強、體積、物質量是狀態量(狀態一定其值一定)。

    因此我們不能說物體在某一狀態下有多少功,有多少熱,但我們可以說有多少內能(儘管我們可能並不知道它的具體數值,但我們知道它是一個客觀存在的定值)

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