tilstandsfunksjon

Tilstandsfunksjon, eller state function, er en egenskap ved et fysisk system som avhenger av systemets tilstand og ikke av hvordan tilstanden ble oppnådd. Tilstanden beskrives vanligvis av variabler som temperatur, trykk, volum og sammensetning. En tilstandsfunksjon har verdier som er bestemt av disse variablene; endringen i funksjonen mellom to tilstander er dermed uavhengig av prosessveien mellom tilstandene.

I termodynamikk er vanlige tilstandsfunksjoner U (indre energi), H ( entalpi), S (entropi), G ( Gibbs fri energi) og A eller F (Helmholtz fri energi). Når systemet går fra tilstand 1 til tilstand 2, er endringen av en tilstandsfunksjon gitt ved ΔF = F2 − F1, og denne verdien er fullstendig determinert av tilstandene, ikke av den omveien som ble tatt. Matematisk opptrer en tilstandsfunksjon som en eksakt differensial; det betyr at integralet av differensialen mellom to tilstander er uavhengig av banen, og at retur til starttilstanden gir null endring.

Dette står i kontrast til prosess-/veiefunksjoner som varme Q og arbeid W, som er avhengige av hvilken bane systemet følger under en prosess. Tilstandsfunksjoner er derfor svært nyttige for å beregne endringer mellom tilstander uten å måtte detaljregne hele prosessen. De er grunnleggende i å formulere de termodynamiske potensialene og i å analysere likevekt og spontane prosesser.