状态函数（state function），即指表征体系特性的宏观性质，多数指具有能量量纲的热力学函数（如内能、焓、吉布斯自由能、亥姆霍茨自由能）。状态函数只对平衡状态的体系有确定值，其变化值只取决于系统的始态和终态。另外，状态函数之间相互关联、相互制约。状态函数按其性质可分为两类，即广度性质和强度性质，其区别在于是否与物质的量有关。

概念

特征

简单系统的状态函数

热力学势

分类

概念

在一定的条件下，系统的性质不再随时间而变化，其状态就是确定的，系统状态的一系列表征系统的物理量被称为状态函数（state function）。

有时候也被称作热力学势，但“热力学势”更多的时候是特指内能、焓、吉布斯自由能、亥姆霍茨自由能等四个具有能量量纲的热力学函数。

状态函数表征和确定体系状态的宏观性质。状态函数只对平衡状态的体系有确定值，对于非平衡状态的体系则无确定值。

在求各种热力学函数时，通常需要作路径积分（path integral），若积分结果与路径无关，该函数称为状态函数，否则即称为非状态函数。

若定义体系的一个性质A，在状态1，A有值A1；在状态2，有值A2，不管实现从1到2的途径如何，A在两状态之间的差值dA≡A2-A1恒成立，则A即称为状态函数。

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。

特征

1、状态函数的变化值只取决于系统的始态和终态，与中间变化过程无关；并非所有的状态函数都是独立的，有些是相互关联、相互制约的，例如：对于普通的 温度-体积 热力学体系，p（压强）、V（体积）、T（温度）、n（物质的量）四个只有三个是独立的，p与V相互之间常有状态方程f(p,V)=0相关联（如理想气体中pV=nRT）。

2、状态函数的微变dX为全微分。全微分的积分与积分路径无关。利用这两个特征，可判断某函数是否为状态函数。

3、具有单值性。

4、.状态函数的集合（和、差、积、商）也是状态函数。

简单系统的状态函数

简单热力学系统一般具有以下状态函数，可以任意选区其中两个作为独立变量：

体积(V)

压强 (P)

温度 (T)

熵 (S)

内能(U)

焓(H)

吉布斯自由能(G)

亥姆霍茨自由能(F)

热力学势

上面给出的热力学函数中，后四个具有能量的量纲，单位都为焦耳，这四个量通常称为热力学势。

内能 U 有时也用E表示

亥姆霍茨自由能 A = U − TS 也常用F表示

焓 H = U + PV

吉布斯自由能 G = U + PV − TS

其中，T =温度， S =熵， P =压强， V =体积

分别选取T，S，P，V中的两个为自变量，它们的微分表达式为：

dU = TdS - PdV

dF = - SdT - PdV

dH = TdS + VdP

dG = - SdT + VdP

通过对以上微分表达式求偏导，可以得到T，S，P，V四个变量的偏导数间的“麦氏关系”。

分类

状态函数按其性质可分为两类：

一类是容量性质（又称广度性质）。在一定条件下，这类性质的两只与体系中所含物质的量成正比关系，具有加和性。如质量、体积、内能等。

另一类是强度性质，其量值与系统中物质的量无关，不具有加和性，仅决定于系统本身的特性。如密度、温度等。