Рівновага термодинамічна
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Рівновага термодинамічна

Рівновага термодинамічна, стан термодинамічної системи, в який вона мимоволі приходить через чималий проміжок часу в умовах ізоляції від довкілля, після чого параметри стану системи вже не міняються з часом. Ізоляція не унеможливлює певного типа контактів з середовищем (наприклад, теплового контакту з термостатом, обміну речовиною і ін.). Процес переходу системи в рівноважний стан зване релаксацією . При Р. т. в системі припиняються всі необоротні процеси, пов'язані з дисипацією енергії, — теплопровідність, дифузія, хімічні реакції і т.д. Рівноважний стан системи визначається значеннями її зовнішніх параметрів (об'єму, напруженості електричного або магнітного поля і ін.), а також значенням температури . Строго кажучи, параметри стану рівноважної системи не є абсолютно фіксованими — в мікрооб'ємах вони можуть випробовувати малі коливання біля своїх середніх значень ( флуктуації ).

загрузка...

  Ізоляція системи здійснюється в загальному випадку за допомогою нерухомих стінок, непроникних для речовини. У разі, коли нерухомі стінки, що ізолюють систему, практично не теплопровідні> (наприклад, в Дьюара судинах ), має місце адіабатична ізоляція, при якій енергія системи залишається незмінною. При теплопроводящих (діатермічних) стінках між системою і зовнішнім середовищем, поки не встановилася рівновага, можливий теплообмін . При тривалому тепловому контакті такої системи із зовнішнім середовищем, дуже великою теплоємністю (термостатом), що володіє, температури системи і середовища вирівнюються і настає Р. т. При напівпроникних для речовини стінках Р. т. настає в тому випадку, якщо в результаті обміну речовиною між системою і зовнішнім середовищем вирівнюються хімічні потенціали середовища і системи.

  Однією з умов Р. т. є механічна рівновага, при якій неможливі жодні макроскопічні рухи частин системи, але поступальна хода і обертання системи як цілого допустимі За відсутності зовнішніх полів і обертання системи умовою її механічної рівноваги є постійність тиску у всьому об'ємі системи. Інші необхідні умови Р. т. — постійність температури і хімічного потенціалу в об'ємі системи. Достатні умови Р. т. (умови стійкості) можуть бути отримані з другого початку термодинаміки (принципу максимальною ентропії ); до них, наприклад, відносяться: зростання тиску при зменшенні об'єму (при постійній температурі) і позитивне значення теплоємності при постійному тиску. У загальному випадку система знаходиться в Р. т. тоді, коли термодинамічний потенціал системи, відповідний незалежним в умовах досвіду змінним, мінімальний. Наприклад, при заданому об'ємі і температурі має бути мінімальна вільна енергія, а при заданому тиску і температурі — термодинамічний потенціал Гіббса (див. Потенціали термодинамічні ).

 

  Літ.: Кубо Р., Термодинаміка, пер.(переведення) з англ.(англійський), М.,1970; Самойловіч А. Р., Термодинаміка і статистична фізика, 2 видавництва, М., 1955; Ван-дер-Ваальс І. Д., Констамм Ф., Курс термостатики, ч. 1 — Загальна термостатика, пер, з англ.(англійський), М., 1936.

  Д. Н. Зубарев.