Question

处于热平衡的两个系统处于新的平衡态吗

Answer 1

问：处于热平衡的两个系统处于新的平衡态吗

答：亲，你好，我是唐娜老师，很高兴为您解答。处于热平衡的两个系统处于新的平衡态的。对于两个原本已经处于热平衡的系统,把它们接触放在一起后,它们之间还会发生热交换,直到达到新的热平衡状态。所以严格来说,这个新的复合系统并不处于原来的平衡态,而是会达到一个新的平衡状态。具体分析如下:1. 热平衡是指系统之间热量的流动和交换达到动态平衡,温度不再发生改变。2. 当两个温度相同的系统接触,它们之间已无热量流动,单独时都处于平衡态。3. 但是当把两个系统接触,会形成一个新的较大系统。4. 由于局部还存在温度微小变化,所以整体上会发生热量流动和再分配。5. 通过热传导和对流,热量从高温区域流向低温区域。6. 当新的大系统内部温度均匀化后,热量流动停止,达到热平衡。7. 这个新的平衡状态的温度,可能与原两个系统的温度稍有不同。8. 所以严格来说,复合系统达到了新的热平衡态,而不是原来的平衡态。9. 这符合热力学规律,也体现了热平衡的动态性质。

答：亲，根据您图片的信息。对于两个处于热平衡的系统,仅从它们之间温度相同,不能完全推断出它们都处于平衡态。让我详细Explanation一下:1. 热平衡的确只要求两个系统之间的温度相等,而且热量的交换达到平衡。2. 但是每个系统本身是否达到平衡态,还需要考察更多条件。3. 对于一个系统达到平衡态,需要它在一个相对长的时间尺度内,各个宏观参量(如温度、压力、体积等)保持不变。4. 而两个系统之间仅仅达到热平衡,并不能确保每个系统的参数都不再改变。5. 举例来说,两个温度相同的气体容器接触,可以达到热平衡,但每个气体的压力还可能处于变化过程中。6. 所以仅从两个系统热平衡的角度来看,还不能完全断定每个系统都已达到平衡态。7. 需要进一步检验每个系统内部的各个参量,以判断系统是否达到真正的平衡状态。8. 这需要运用热力学的知识,检查系统在相当长的时间内各个宏观参数的稳定性。

问：就是书上现在出现了这句话，处于热平衡的两个系统都处于平衡态，但是我从定义上推导不出它们间的逻辑关系，我该如何理解这句话的成立性

答：亲，您提出的问题很有启发性。仅从“两个系统处于热平衡”这个条件出发,不能完全逻辑推导出“两个系统都处于平衡态”这个结论。让我尝试进一步分析解释这个问题:1. 热平衡只要求两个系统之间能量交换达到平衡,温度相等。2. 但系统平衡状态还需要该系统内部各种微观过程达到平衡。3. 两个系统热平衡,不能确保每个系统内部微观状态都已稳定。4. 所以热平衡是平衡态的必要条件但不完全充分。5. 另外,从热力学第二定律来看,一个孤立系统总会自发达到平衡态。6. 所以如果这两个系统同处一个孤立系统,且已相互达到热平衡,那么整个孤立系统将达平衡。7. 由此可以推断,这个前提下(同处一个大系统),两个子系统都应该处于平衡态。8. 但这个额外前提没有在题目中给出,所以严格说该结论尚未完全成立。9. 需要进一步提供系统是否孤立等信息,以推导两个子系统均达平衡态。

问：我明白了，应该是默认处于孤立的系统，才能成立对吧

答：是的呢亲，您理解的是正确的。是默认处于孤立的系统，才能成立。