Cos'è funzione di stato?

Una funzione di stato è una proprietà di un sistema termodinamico il cui valore dipende solo dallo stato attuale del sistema, e non dal percorso seguito per raggiungere quello stato. In altre parole, la variazione di una funzione di stato tra due stati è indipendente dal processo che ha portato il sistema da uno stato all'altro.

Le funzioni di stato sono cruciali in termodinamica perché semplificano i calcoli e permettono di descrivere i sistemi in modo univoco.

Ecco alcuni esempi importanti di funzioni di stato:

• Energia interna (U): Rappresenta l'energia totale contenuta in un sistema.
• Entalpia (H): Utile per descrivere reazioni a pressione costante. Definita come H = U + pV (dove p è la pressione e V è il volume).
• Entropia (S): Misura il disordine o la casualità di un sistema.
• Temperatura (T): Misura l'energia cinetica media delle particelle in un sistema.
• Pressione (P): Forza esercitata per unità di area.
• Volume (V): Spazio occupato da un sistema.
• Energia libera di Gibbs (G): Utile per prevedere la spontaneità di un processo a temperatura e pressione costanti. Definita come G = H - TS.
• Energia libera di Helmholtz (A): Utile per prevedere la spontaneità di un processo a temperatura e volume costanti. Definita come A = U - TS.

Al contrario, il lavoro (W) e il calore (Q) non sono funzioni di stato, perché il loro valore dipende dal percorso seguito per trasferire energia. La variazione di calore o lavoro dipende dal tipo di processo (adiabatico, isotermo, isobaro, isocoro) e dal percorso specifico seguito.