Question

热力学中的平衡态

Answer 1

热力学平衡态是一种动态平衡，称为热动平衡。

平衡态（equilibrium state）是指在没有外界影响条件下热力学系统 的各部分宏观性质在长时间里不发生变化的状态。这里所说的没有外界影响，是指系统与外界没有相互作用，既无物质交换，又无能量传递（做功 和传热），即系统是孤立系。

平衡态是所考察的系统状态变量均保持不变的一种状态。实际系统总受到不同程度的扰动（摄动），只有受到一定程度的扰动后能回复到平衡态的状态才能被观察到。这种状态是稳定的平衡态。狭义的平衡态指稳定的平衡态。

从微观看，由于组成系统的分子不停顿热运动，微观量随时间作迅速的变化，保持不变的只是相应微观量的统计平均值。所以，热力学平衡态是一种动态平衡，称为热动平衡。动态平衡的状态参量取“确定的”数值并不是绝对的，仍会发生对平衡数值的微小偏离。

这种现象称为涨落。分析表明，在一个有大量粒子组成的系统中，涨落极小，它的相对强度与粒子数的平方根成反比，致使宏观观测时完全可忽略这种偏离。只有一些特殊问题（如大气中光的分子散射和液体中的临界乳光现象中）才必须考虑涨落的影响。