Термодинамическое равновесие

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Необходимо перенести в эту статью содержимое статьи Тепловое равновесие и поставить перенаправление.
Вы можете помочь проекту, объединив статьи (cм. инструкцию по объединению).
Если нужно обсудить целесообразность объединения, замените этот шаблон на {{amerge}} и добавьте соответствующую запись на странице ВП:КОБ.

Термодинамическое равновесие — предельное состояние, к которому стремится термодинамическая система, изолированная от внешних воздействий, то есть в каждой точке системы устанавливается термическое, механическое и химическое равновесие (происходит выравнивание температуры и давления, и все возможные химические реакции достигают состояния, когда в каждом элементарном химическом процессе скорость прямой реакци равна скорости обратной).

На практике условие изолированности означает, что процессы установления равновесия протекают гораздо быстрее, чем происходят изменения на границах системы (то есть изменения внешних по отношению к системе условий) и осуществляется обмен системы с окружением веществом и энергией. Иными словами, термодинамическое равновесие достигается, если скорость релаксационных процессов достаточно велика (как правило, это характерно для высокотемпературных процессов), либо велико время для достижения равновесия (этот случай имеет место в геологических процессах).

В реальных процессах часто реализуется неполное равновесие, однако степень этой неполноты может быть существенной и несущественной. При этом возможны три варианта:

равновесие достигается в какой-либо части (или частях) относительно большой по размерам системы — локальное равновесие,
неполное равновесие достигается вследствие разности скоростей релаксационных процессов, протекающих в системе — частичное равновесие,
имеют место как локальное, так и частичное равновесие.

[править] Устойчивость термодинамического равновесия

Состояние термодинамического равновесия называется устойчивым, если в этом состоянии не происходит изменения макроскопических параметров системы.

Критерии термодинамической устойчивости различных систем:

Замкнутая (адиабатически изолированная) система — максимум энтропии.
Система с фиксированными температурой и объемом — минимум свободной энергии.
Система с фиксированными температурой и давлением — минимум потенциала Гиббса.
Система с фиксированными энтропией и объемом — минимум внутренней энергии.
Система с фиксированными энтропией и давлением — минимум энтальпии.