Анализ и математическое моделирование процессов различной физической и химической природы имеет большое значение для решения различных практических задач. Для моделирования сложных процессов авторами ранее был разработан в рамках современной неравновесной термодинамики единый формализм описания и моделирования физикохимических процессов различной природы. Для реализации моделей, полученных этим формализмом, в численном виде необходимо задать (в численном виде) функции состояния для свойств веществ и процессов. Эти функции состояния могут быть заданы либо непосредственно (с использованием функциональных разложений), либо задаются частные производные этих функций по координатам состояния. Функции состояния для необратимых составляющих кинетических матриц должны быть положительно определенными, для потенциалов взаимодействия – удовлетворять условию полного дифференциала энтропии (в общем случае нелинейной), для коэффициентов распределения некомпенсированных теплот – положительно определенными и давать в сумме единицу. Если же функция состояния задается в дифференциальном виде, то должно быть дополнительно выполнено условие полного дифференциала этой функции состояния. Настоящая статья посвящена заданию функций состояния для свойств веществ и процессов в дифференциальном виде.
Изложен материал в объеме традиционной программы раздела физики макросистем в рамках курса общей физики для физико-математических и инженерных направлений подготовки (уровень бакалавриата). Рассмотрены основы молекулярно-кинетической теории Максвелла – Больцмана. Общие законы термодинамики, сформулированы в рамках феноменологического подхода с последующей молекулярно-кинетической интерпретацией. Получены следствия из этих законов в применении к идеальным газам, реальным газам в модели Ван дер Ваальса, равновесному излучению, системам с равновесными фазами. Приведены результаты элементарной теории и опыта для поверхностных явлений и явлений переноса.