Chapter 1-11. 열역학적 성질의 변화( 상태함수, 경로함수)

1-11. 열역학적 성질의 변화( 상태함수, 경로함수)

1. 상태함수(state function)는 계의 현재 상태만에 의존하는 물리적 성질이다.

• 상태함수의 값은 계가 도달한 상태에만 의존하며, 그 상태에 이르기까지의 경로나 과정에는 무관한 함수를 말한다.
  • 대표적인 상태함수에는 깁스에너지(G), 헬름홀츠에너지(A), 엔탈피(H), 내부에너지(U), 엔트로피(S), 압력(P), 온도(T), 부피(V) 등이 있다.
• 상태함수는 완전 미분으로 표현할 수 있고, 변화량은 Δ(델타) 기호로 나타낸다.
• 상태함수의 순환적분값은 항상 0이다.

2. 경로함수(path function)는 계가 한 상태에서 다른 상태로 변화할 때 거치는 경로에 의존하는 물리적 성질이다.

• 경로함수의 값은 상태 변화 과정에서의 경로에 따라 달라진다.
  • 대표적인 경로함수에는 일(work, W)과 열(heat, Q)이 있다.
• 경로함수는 δ(델타) 기호로 나타낸다.
• 경로함수는 순환적분값이 0이 아닐 수 있다.

3. 상태함수와 경로함수의 차이점

• 상태함수는 상태만을 고려하므로, 변화량은 초기 상태와 최종 상태의 차이로 표현 가능하다.
• 경로함수는 경로에 따라 값이 달라지므로, 변화량을 계산할 때 경로를 명확히 알아야 한다.

4. 상태함수의 변화량은 완전미분으로 표현 가능하며, 경로함수는 부정미분 형태이다.

• 예: dU, dS는 완전미분 δW, δQ는 부정미분

5. 열역학에서 상태함수는 계의 평형 상태를 기술하는 데 필수적이며, 경로함수는 에너지 전달과정 분석에 중요하게 쓰인다.
6. 경로함수는 계가 상태를 변화시키는 과정에서 에너지 교환을 나타내며, 같은 상태 변화라도 경로에 따라 일과 열의 양이 달라질 수 있다.

• 상태함수의 값은 계가 도달한 상태에만 의존하며, 그 상태에 이르기까지의 경로나 과정에는 무관한 함수를 말한다.
  • 대표적인 상태함수에는 깁스에너지(G), 헬름홀츠에너지(A), 엔탈피(H), 내부에너지(U), 엔트로피(S), 압력(P), 온도(T), 부피(V) 등이 있다.
• 상태함수는 완전 미분으로 표현할 수 있고, 변화량은 Δ(델타) 기호로 나타낸다.
• 상태함수의 순환적분값은 항상 0이다.
• 경로함수의 값은 상태 변화 과정에서의 경로에 따라 달라진다.
  • 대표적인 경로함수에는 일(work, W)과 열(heat, Q)이 있다.
• 경로함수는 δ(델타) 기호로 나타낸다.
• 경로함수는 순환적분값이 0이 아닐 수 있다.
• 상태함수는 상태만을 고려하므로, 변화량은 초기 상태와 최종 상태의 차이로 표현 가능하다.
• 경로함수는 경로에 따라 값이 달라지므로, 변화량을 계산할 때 경로를 명확히 알아야 한다.
• 예: dU, dS는 완전미분 δW, δQ는 부정미분