定義系統的語言：熱力學變數

在熱力學中，任何可以量測且其數值能描述物理系統狀態的宏觀性質，都稱為熱力學性質（Thermodynamic property）。這些性質也被統稱為「狀態變數」或「狀態函數」。

1. 兩大性質：廣延與強度

熱力學變數根據其是否隨系統的大小（物質量）改變，分為兩大類：

1. 廣延性質 (Extensive Property)

數值與物質量 n 成正比。

• 莫耳數 (n)
• 體積 (V)
• 內能 (E) 與 焓 (H)
• 熱容量 (Cv, Cp)

2. 強度性質 (Intensive Property)

數值與物質量無關（與 n⁰ 成正比）。

• 壓力 (P)
• 溫度 (T)
• 莫耳熱容量 (Cv,m, Cp,m)

2. 獨立變數的選擇

對於由單一成分、單一相態組成的系統，並非所有變數都是獨立的。研究發現，只需要三個變數即可完整定義系統狀態：

• 常見組合：(n, V, T)、(n, P, T) 或 (n, V, P)。
• 這些獨立變數的選擇通常由研究者根據實驗需求預先決定。

3. 狀態函數的相依性

一旦選定了獨立變數，其他的熱力學變數就會成為這些變數的數學函數 。例如：

內能可以表示為：E(V, T) 或 E(P, T)
焓可以表示為：H(P, T)

這種函數關係讓我們能透過偏微分等數學工具，推導出系統在不同物理過程中的能量變化。