§1.2.2 平衡态与非平衡态

《§1.2.2 平衡态与非平衡态》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、§1.2.2平衡态与非平衡态系统的状态由系统的热力学参量（压强、温度等）来描述。一般它隐含着这样的假定——系统的各个部分的压强与温度都是处处相等的。隔板刚抽走的瞬间系统处于非平衡态。但是经过并不很长的时间，容器中的气体压强趋于均匀，且不随时间变化，它已处于平衡态。例1：自由膨胀实验:隔板抽走前的平衡态隔板抽走后达到的新平衡态应注意，这里一定要加上“不受外界条件影响”的限止。对平衡态的定义：在不受外界条件影响下，经过足够长时间后系统必将达到一个宏观上看来不随时间变化的状态，这种状态称为平衡态。例题2：热传导实验有

2、热流不断地从沸水端流向冰水端，经足够长时间，金属棒各处温度不再随时间变化，但在水平方向，各点温度不相等。热流（单位时间流过的热量）虽然不随时间变化，但它始终存在；这种状态下的金属棒仍处于非平衡态。因为热流是由外界影响所致。只要把热流切断就可以排除外界影响，(例如使金属棒不与沸水接触)，金属棒各处温度就要变化。我们把在有热流或粒子流情况下，各处宏观状态均不随时间变化的状态称为稳恒态,也称稳态或定（常）态。是否空间各处压强、粒子数密度等不均匀的状态，就一定是非平衡态呢？未必。例如重力场中的等温大气处于平衡态。不能单

3、纯把是否“宏观状态不随时间变化”或是否“空间分布是否处处均匀一致”看作平衡态与非平衡态的判别标准。有一个问题：在静电场中的带电粒子气体达平衡态时其分子数密度（或压强）沿电场方向是否处处相等？请问在重力场中的气体是怎样分布的?那么静电场中的气体将如何分布?正确判别平衡态的方法应该看是否存在热流与粒子流。因为热流和粒子流都是由系统状态变化或系统受到外界影响引起的。在自然界中平衡是相对的、特殊的、局部的与暂时的，不平衡才是绝对的、普遍的、全局的和经常的。虽然非平衡现象千姿百态、丰富多彩，但也复杂得多，无法精确地予以描

4、述或解析。平衡态才是最简单的、最基本的。