热力学中的过程函数(英语:process function[1]是指描述系统状态变化过程的物理量,也称为过程量路径函数。像英语Work (thermodynamics)等都是过程函数,叙述热力学系统在各平衡状态之间的变换。

过程函数和从一个状态到另一个状态之间经历的路径有关。不同的路径会有不同的值,像是英语Work (thermodynamics)热量弧长都是。过程函数和状态函数(State function)不同,后者是点函数。在特定状态下,特定的状态函数只会有一个值。

过程函数X的无穷小变化常会用δX表示,和状态函数Y的无穷小变化(写成dY)区分。dY量是全微分,而δX不是,是和路径有关的非全微分。过程函数的无穷小变化可以积分,但二个状态之间的积分会依其走的路径而定,而状态函数无穷小变化的积分就是这二点数值的差,和路径无关。

一般来说,过程函数X可能是完整约束英语Holonomic constraints,也可能是不完整约束。对于完整的过程函数,可以定义辅助状态函数(或积分因子)λ 使得Y = λX是状态函数。针对不完整的过程函数,就无法定义上述的函数。换句话说,完整的过程函数,可以定义λ使得dY = λδX是全微分。例如,热力学的功是完整过程函数,因为积分因子λ = 1/p(其中p是压力)可以得到体积状态函数的全微分dV = δW/p康斯坦丁·卡拉西奥多里所述的热力学第二定律提到热是完整过程函数,因为积分因子λ = 1/T(其中T是温度)可以得到熵状态函数的全微分dS = δQ/T[1]

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参考资料

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  1. ^ 1.0 1.1 Sychev, V. V. The Differential Equations of Thermodynamics. Taylor & Francis. 1991 [2012-11-26]. ISBN 978-1560321217.