Termodinamik hal funksiyası (ing. State function) — termodinamikada sistemin yalnız cari halından asılı olan və onun keçdiyi tarixi yoldan asılı olmayan fiziki kəmiyyətlərə verilən ümumi ad. [1]Hal funksiyaları termodinamik sistemin daxili vəziyyətini xarakterizə edən əsas dəyişənlərdir və sistemin tarazlıq halının tam təsvirini verir. Termodinamik hal funksiyasının əsas xüsusiyyəti onun yalnız sistemin başlanğıc və son halından asılı olmasıdır. Bu o deməkdir ki, sistem bir haldan digərinə keçdikdə hal funksiyasındakı dəyişiklik yalnız bu iki hal arasındakı fərqlə müəyyən olunur, aradakı prosesin necə baş verməsi isə önəmli deyil.[2]
Bu xüsusiyyət hal funksiyalarını prosesdən asılı olan kəmiyyətlərdən, məsələn, istilik və iş kimi dəyişənlərdən fərqləndirir.
Aşağıdakılar ən mühüm termodinamik hal funksiyalarına aiddir:
- Daxili enerji (U) — sistemin bütün mikroskopik enerji formalarının cəmi
- Entalpiya (H) — daxili enerji və təzyiq-həcm işinin cəmi
- Entropiya (S) — sistemin nizamsızlıq və ya informasiya səviyyəsinin ölçüsü
- Gibbs azad enerjisi (G) — sabit təzyiq və temperatur şəraitində işlənə bilən enerji
- Helmholtz azad enerjisi (A və ya F) — sabit həcm və temperaturda işlənə bilən enerji
- Həcm (V)
- Təzyiq (P)
- Temperatur (T)
Bu funksiyalar bir-biri ilə əlaqəlidir və müxtəlif termodinamik potensiallar vasitəsilə diferensial tənliklərlə təsvir edilə bilər.
Hal funksiyaları ilə prosesdən asılı olan kəmiyyətlər, məsələn, istilik (Q) və mexaniki iş (W) arasında əsas fərq onların dəyişiklik qaydalarındadır:
Hal funksiyalarında dəyişmə yalnız başlanğıc və son vəziyyət arasındakı fərqlə ölçülür:
ΔX=Xson−Xbaşlanğıç
İstilik və iş isə sistemin keçdiyi yolun xüsusiyyətlərindən asılıdır və bu səbəbdən onlar "yol funksiyaları" adlandırılır.
"Hal funksiyası" anlayışı XIX əsrin ikinci yarısında klasik termodinamikanın inkişafı zamanı ortaya çıxmışdır. Rudolf Klauzius, Cozayya Uillard Gibbs, Hermann von Helmholtz kimi alimlərin işləri bu anlayışın riyazi əsaslarının formalaşmasında mühüm rol oynamışdır. Hal funksiyası anlayışı sonradan statistik termodinamika və kvant termodinamika kimi sahələrdə də geniş tətbiq olunmağa başlamışdır. Termodinamik hal funksiyaları enerji dəyişmələrinin analizi, istilik mühərrikləri, soyuqlaşdırıcı sistemlər, kimyəvi tarazlıqlar, bioloji proseslər və daha bir çox sahədə əsas analitik alətlərdən biridir. Onların köməyi ilə sistemlərdə enerji tarazlığı, potensial dəyişiklikləri və proseslərin dönməzliyi kimi anlayışlar dəqiq təhlil edilə bilər.[3]
- ↑ Callen, 1985. səh. 5,37
- ↑ Mandl, 1988. səh. 7
- ↑ Gibbs, 1873. səh. 309–342
- Callen, Herbert B. Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics. Wiley & Sons. 1985. ISBN 978-0-471-86256-7.
- Gibbs, Josiah Willard. "Graphical Methods in the Thermodynamics of Fluids". Transactions of the Connecticut Academy. II. 1873. ASIN B00088UXBK – WikiSource vasitəsilə.
- Mandl, F. Statistical physics (2nd). Wiley & Sons. May 1988. ISBN 978-0-471-91533-1.
Vikianbarda Termodinamik hal funksiyası ilə əlaqəli mediafayllar var.
