Función de estado, diferenciales exactos e inexactos

Consideremos un sistema que experimenta una expansión adiabática desde un estado inicial con cierta energía interna hasta un estado final con una energía interna diferente. Aquí, el trabajo realizado por el sistema se denota como w.

Si el proceso cambia a no adiabático manteniendo los mismos estados inicial y final, el cambio en la energía interna permanece igual. Sin embargo, el calor y el trabajo difieren entre los caminos, lo que refleja que la energía interna es independiente del camino, mientras que el trabajo y el calor dependen del camino.

Propiedades como la energía interna que dependen únicamente del estado actual del sistema se denominan funciones de estado.

Por otro lado, las cantidades físicas dependientes del camino, como el trabajo y el calor, se denominan funciones de camino.

Las funciones de estado y camino se simbolizan con letras mayúsculas y minúsculas, respectivamente.

Los cambios infinitesimales en la obra, el calor y la energía interna se representan por diferenciales δw, δq y dU.

Cuando se integran, δw y δq indican la cantidad absoluta de trabajo y calor involucrados en el proceso, categorizándolos como diferenciales inexactos, mientras que dU da el cambio en U, marcándolo como un diferencial exacto.