1、如何理解系统的宏观性是状态的单值函数?此句话里自变量和因变量是分别是谁?2、如何理解状态函数,为什么热和功不是状态函数,不是说与路径无关么?放三百焦耳热量可以通过多种方式

Question

1、如何理解系统的宏观性是状态的单值函数?此句话里自变量和因变量是分别是谁?
2、如何理解状态函数,为什么热和功不是状态函数,不是说与路径 无关么?放三百焦耳热量可以通过多种方式呀,不就是与途径无关?求大师!
别用百度百科里头的解释来告诉我：例如：温度、压力、体积、密度、能量、形态等,还有热力学函数：U(内能)、H(焓)、G(吉布斯函数)、F(自由能)、S(熵)等可以定义为体系的一个与路径无关的性质,而功和热则不可以,因为功和热无法与体系的特定状态联系在一起.
我看不懂……

Answer 1

系统的宏观性质是状态的单值函数这一表述是比较抽象的.这里包含了这几层意思：
所谓宏观性质就是系统的某种宏观属性（与个别分子没有关系）,例如系统中物质的多少（用质量或物质的量描述）,系统空间范围的大小（用体积描述）、对外界作用力的强弱（用压强描述）、冷热程度（用温度描述）等等都是系统的某一方面宏观性质.系统处于一定状态（没有发生任何宏观变化,粗略理解为肉眼可见的变化）,描述这些宏观性质的物理量取得一定值（这是无数实验的结论）.反过来我们说,当这些物理量取得特定值的时候,系统一定处于一个特定的状态（不会发生任何宏观变化）.
实践还证明了只要确定了系统的某几个宏观物理量（不需要所有的）,系统的状态就完全确定了,从而系统的任何其他宏观量都随之而定.要确定系统状态所需选取的最少的物理量,称为独立变量.
例如一定量理想气体,只要确定它的压强和体积两个量（独立变量）,那么它的状态就确定了,从而它的温度、U、H、F、G、比热容、导热系数等等等等都随之确定.也就是说温度或其它任何描述系统状态的的物理量（称为状态量）可以表示为压强和体积的特定形式的函数.例如,理想气体状态方程pV=nRT就描述了温度和独立变量（p,V）之间的函数关系.这样T就是（p,V）的函数,称为状态函数,因为一定的状态具有一定的p,V,就唯一确定了它的温度.同样,我们可以选T,p为自变量（也唯一指定了一定量理想气体的状态）,这时V就是T,p的函数.
类似U,H,F,G,S都可以表示为两个独立变量的函数（不过函数形式并不都容易知道,理想气体的形式比较简单）.也就是说状态一定（独立变量就一定）,它们的函数值就一定,因此我们说这些描述系统宏观性质的物理量都是系统的状态函数.抽象点说性质（用物理量的大小和方向表示）就是应变量,状态就是自变量.具体点说,描述某一性质的物理量是应变量,而决定状态的独立变量就是自变量.
内能是状态函数的原因请看百度百科内能条目中的相关部分,其中大部分内容是我写的.
H=U+pV,U,p,V都仅决定于状态,故H也仅决定于状态.其它几个状态函数类似.
为什么热和功不是状态函数?
某一状态没有热量和功的概念,热量和功必然要涉及系统的两个不同状态,更准确的说系统必须发生一个过程,才谈得上传热和做功.我们不能说一定量的理想气体在1atm,300K下有多少热量,或有多少功.因此功和热不是由状态确定的,而是由过程确定的.
放三百焦耳热量可以通过多种方式呀,不就是与途径无关?怎么理解?
系统通过某种方式,从一种状态变为另一种状态,对于相同的始终态,不同的途径做功是不同的,因此是与途径有关的.热量必然也与途径有关.原因参见http://zhidao.baidu.com/question/322128254.html
你已经明确了放300J的热,那么不同的方式的始终态就不会相同.所谓与途径有关必须明确相同的始终态,始终态不明确是时候,功和热可以取得任意值,就没有比较的意义了.
如有疑问,请追问.