△u是状态函数,但是热,功是非状态函数,但有△u=Q+w,是否矛盾,如何理解？

Question

如题所述

Answer 1

这个问题涉及到热力学的基本概念。首先，我们需要理解什么是状态函数和非状态函数。
状态函数是指只与系统的状态有关的函数，也就是说，只要系统的状态确定了，状态函数的值也就确定了。例如，温度、压力、体积等都是状态函数。
非状态函数则是指与系统的状态以及系统变化的过程都有关的函数。也就是说，即使系统的状态确定了，非状态函数的值还可能因为系统变化的过程不同而不同。热和功就是非状态函数的例子。
现在我们来看△u=Q+w这个公式。这个公式是热力学第一定律的一种表达方式，它描述了系统内能的变化（△u）与热（Q）和功（w）之间的关系。
虽然△u是状态函数，Q和w是非状态函数，但是这个公式并不矛盾。因为这个公式描述的是系统内能的变化，而不是系统内能的绝对值。也就是说，虽然Q和w的值会因为系统变化的过程不同而不同，但是只要系统的初始状态和最终状态确定了，△u的值也就确定了。
所以，我们可以这样理解：虽然Q和w是非状态函数，但是它们对系统内能的变化（△u）的贡献却是可以确定的，只要我们知道系统的初始状态和最终状态，就可以通过△u=Q+w这个公式计算出△u的值。