请问物理热学中平衡态与稳定态的定义和区别是什么?

2025-04-13 14:26:50
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回答1:

平衡态,是指系统的这样一种状态,即在没有外界(指与系统有关的周围环境)影响的条件下,系统各部分的宏观性质长时间内不发生变化的状态。这里所说的没有外界影响,是指系统与外界之间不通过作功或传热的方式交换能量,否则系统就不能达到并保持平衡态。由于实际中并不存在完全不受外界影响,并且宏观性质绝对保持不变的系统,所以平衡态只是一个理想化的概念,它是在一定条件下对实际情况的抽象和概括
热平衡是同一物体内或在可相互进行热交换的几个物体间,既不发生热的迁移,也不发生物质的相变而具有相同温度的状态。
平衡态是对一个系统来说的,热平衡是对两个系统的关系的描述,它是指两个系统具有相同的温度。

回答2:

楼上的,知之为知之,不知为不知。热学里的“平衡态”和“稳定态”这两个概念是有他们的准确定义的,只要回答这两个概念就行了。你的回答是关于稳定的问题,稳定平衡和非稳平衡等等,这跟上面两个概念是两码事。
热力学里所谓“平衡态”是指:当系统内各个状态参量都不再随时间而变化,且系统与外界不存在物质与能量的交换,则系统达到平衡态。
“稳定态”也是状态参量不随时间改变,但系统可与外界进行能量交换。举例:两个温度不同的恒温热源之间放一根金属棒,经过足够长的时间后金属棒将达到稳定态。

回答3:

不管在什么方面。平衡态,从数学的角度来看是极值点,某个量变化速度即导数为0.而稳定性是描述一个量变化加速度的,二阶导数,在受到微扰影响后的变化。
对于一个势能U的稳定状态,用数学来描述就是关于位移的二阶导数U''<0,而平衡态的描述为U'=0。一般有平衡态和稳定性讨论都是关于势的问题。
比如,力学中的重力势能,两个相同的小球分别静止于圆凸面顶上和圆凹面底上,它们的势能变化速度都是0,静止的,两个物体都是处于平衡态。但是很明显,处于凸面顶上的小球很不稳定,一旦受到一点微扰,就会速度越来越大,掉下来;处于凹面的小球,若受到一点微扰,它能够很快回复到原始静止状态(考虑一些摩擦),这就是稳定状态。热学里面跟着差不多,在物理势能和化学势都有平衡态及其稳定性的讨论。