Diferencia entre función de estado y función de trayectoria

Diferencia clave: función de estado frente a función de trayectoria

La termodinámica es una rama importante de la química física que indica las relaciones termoquímicas con diferentes formas de energía y trabajo. Hay cuatro leyes termodinámicas utilizadas para describir el comportamiento de un sistema termodinámico. La función de estado y la función de ruta son dos formas de expresar diferentes propiedades termodinámicas de los sistemas. La diferencia clave entre la función de estado y la función de ruta es que las funciones de estado no dependen de la ruta o del proceso, mientras que las funciones de la ruta dependen de la ruta o del proceso. Por lo tanto, la función de estado y la función de trayectoria son opuestas entre sí..

CONTENIDO

1. Resumen y diferencia clave
2. ¿Qué es la función del estado?
3. ¿Qué es la función de ruta?
4. Similitudes entre función de estado y función de trayectoria
5. Comparación lado a lado: función de estado frente a función de trayectoria en forma tabular
6. Resumen

¿Qué es la función del estado?

La función de estado es un término termodinámico que se usa para nombrar una propiedad cuyo valor no depende de la ruta tomada para alcanzar ese valor específico. Las funciones estatales también se conocen como funciones puntuales. Una función de estado solo depende del estado actual del sistema termodinámico y de su estado inicial (independiente de la ruta). La función de estado de un sistema termodinámico describe el estado de equilibrio de ese sistema independientemente de cómo llegó el sistema a ese estado.

Ejemplos de funciones estatales

Masa
Energía - entalpía, energía interna, Energía libre de Gibbs, etc.
Entropía
Presión
Temperatura
Volumen
Composición química
Altitud

Una función de estado depende de tres cosas: la propiedad, el valor inicial y el valor final. La entalpía es una función de estado. Se puede dar como una expresión matemática como se indica a continuación.

En el cual, t₁ es el estado final, t₀ Es el estado inicial y h es la entalpía del sistema..

¿Qué es la función de ruta??

La función de ruta es un término termodinámico que se usa para nombrar una propiedad cuyo valor depende de la ruta tomada para alcanzar ese valor específico. En otras palabras, una función de ruta depende de la ruta tomada para alcanzar un estado final desde un estado inicial. La función de ruta también se llama función de proceso.

Una función de ruta da diferentes valores para diferentes rutas. Por lo tanto, las funciones de ruta tienen valores variables dependiendo de la ruta. Por lo tanto, cuando se expresa matemáticamente la función de trayectoria, se requieren múltiples integrales y límites para integrar la función de trayectoria.

Ejemplos de funciones de trayectoria

Trabajo mecánico
Calor
Longitud de arco

La energía interna viene dada por la siguiente ecuación:

∆U = q + w

En donde ∆U es el cambio en la energía interna, q es el calor y w es el trabajo mecánico. La energía interna es una función de estado, pero el calor y el trabajo son funciones de trayectoria..

Cuáles son las similitudes entre la función de estado y la función de trayectoria?

Ambas son funciones descritas en la termodinámica..
Ambas son propiedades de los sistemas termodinámicos..

¿Cuál es la diferencia entre la función de estado y la función de trayectoria??

Función de estado vs función de ruta
La función de estado es un término termodinámico que se usa para nombrar una propiedad cuyo valor no depende de la ruta tomada para alcanzar ese valor específico.	La función de ruta es un término termodinámico que se usa para nombrar una propiedad cuyo valor depende de la ruta tomada para alcanzar ese valor específico.
Otros nombres
Las funciones de estado también se llaman funciones de puntos..	Las funciones de ruta también se llaman funciones de proceso..
Proceso
Las funciones de estado no dependen de la ruta o del proceso..	Las funciones de la ruta dependen de la ruta o del proceso..
Integración
La función de estado se puede integrar utilizando los valores iniciales y finales de la propiedad termodinámica del sistema.	La función de ruta requiere múltiples integrales y límites de integración para integrar la propiedad.
Valores
El valor de la función de estado permanece igual independientemente del número de pasos.	El valor de la función de ruta de un proceso de un solo paso es diferente de un proceso de varios pasos.
Ejemplos
Las funciones estatales incluyen entropía, entalpía, masa, volumen, temperatura, etc..	Las funciones del camino incluyen el calor y el trabajo mecánico..

Resumen - Función de estado frente a función de trayectoria

La función de estado y la función de ruta son dos formas de expresiones termodinámicas que dan diferentes propiedades de los sistemas termodinámicos. Estos términos son diferentes entre sí; la diferencia clave entre la función de estado y la función de ruta es que las funciones de estado no dependen de la ruta o del proceso, mientras que las funciones de la ruta dependen de la ruta o del proceso.

Referencia:

1. “Función del Estado”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24 de febrero de 2018, Disponible aquí.
2. "Estado frente a funciones de ruta". Química LibreTexts, Libretexts, 23 de enero de 2018, Disponible aquí.
3. Lumen Learning Follow. “Funciones de estado frente a ruta”. LinkedIn SlideShare, 17 de mayo de 2015, Disponible aquí.

Química Física