Рівновага термодинамічної системи

Частина серії статей на тему:
Термодинаміка
Теплова машина Карно
Розділи Класична Статистична Хімічна Квантова[en] Термодинамічні процеси: Врівноважний[en] / Нерівноважний
Закони 0-й 1-й 2-й 3-й
Системи Стан Агрегатний стан Рівняння стану Ідеальний газ Реальний газ Рівновага Контрольний об'єм Інструменти Фазовий перехід Процеси Адіабатичний Ізобаричний Ізохоричний Ізотермічний Ізоентропійний Ізоентальпійний Квазістатичний Політропний Вільне розширення Оборотний Необоротний Ендоверсивний Цикли Тепловий двигун Тепловий насос Теплова ефективність
Властивості Діаграми Інтенсивні та екстенсивні властивості Функція процесу Робота Кількість теплоти Функція стану Температура / Ентропія Тиск / Об'єм Хімічний потенціал / Номер частинки Якість пари Редуковані властивості
Властивості матерії Термодинамічні показники Теплоємність  ${\displaystyle c=}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \partial S}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle \partial T}$ Стисливість  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial p}$ Теплове розширення  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial T}$
Рівняння Теорема Карно[en] Нерівність Клаузіуса Фундаментальне рівняння Рівняння ідеального газу Рівняння Максвелла Принцип Онсагера Рівняння Бріджмена Таблиця рівнянь
Потенціали Вільна енергія Вільна ентропія Внутрішня енергія  ${\displaystyle U(S,V)}$ Ентальпія  ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ Вільна енергія Гельмгольца  ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ Вільна енергія Гіббса  ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$
Історія Історія Історія ентропії Газові закони Історія вічного двигуна Хронологія Філософія Термодинамічна стріла часу Ентропія і життя Браунівський храповик Демон Максвелла Парадокс теплової смерті Парадокс Лошмідта Синергетика Теорії Теплець Теплова теорія Жива сила Механічний еквівалент теплоти Потужність Ключові наукові праці «Експерименти з отримання тепла через тертя» «Про рівновагу гетерогенних речовин» «Роздуми про рушійну силу вогню»
Науковці Бернуллі Больцман ван дер Ваальс Вотерстон Гіббз Гельмгольц Джоуль Дюгем Карно Клапейрон Клаузіус Каратеодорі Максвелл Маєр Онсагер Ранкін Смітон Томпсон Томсон Шталь
Шаблони • Категорія • Портал
п о р

Рівнова́га термодинамі́чної систе́ми або термодинамічна рівновага — стан, при якому термодинамічні параметри усіх тіл, що входять у термодинамічну систему тривалий час не змінюються. Такий стан є тоді, коли тиск, температура і хімічний склад системи в усіх її частинах є однаковими. Якщо в термодинамічній системі, що не має теплоізоляційних й абсолютно жорстких перегородок, тіла або їх частини перебувають не в однаковому стані, то за відсутності нових зовнішніх впливів через певний час у системі настане термодинамічна рівновага.

При термодинамічній рівновазі передавання теплоти від одних тіл системи до інших та механічне відносне переміщення окремих частин і частинок системи відсутні, тобто має місце теплова, механічна й дифузійна рівновага.

Теплова рівновага (англ. thermal equilibrium) — стан матеріальних об'єктів, які перебувають у тепловому контакті, що характеризується повною відсутністю теплообміну між ними, який однозначно означає рівність їхніх температур^[1].

Механічна рівновага — стан, при якому є неможливими будь-які макроскопічні рухи частин системи, але поступальний рух та обертання системи як цілого є допустимими. За відсутності зовнішніх порів і обертання системи умовою її механічної рівноваги є сталість тиску у всьому об'ємі системи.

Хімічна рівновага забезпечується сталістю хімічного потенціалу в об'ємі системи.

При термодинамічній рівновазі тиск і температура усіх тіл, які входять до системи, дорівнюватимуть температурі і тиску навколишнього середовища. Із зміною зовнішніх умов буде змінюватись і стан системи. Ця зміна спостерігатиметься доти, доки знову не настане рівність тисків і температур системи і середовища, яке її оточує, тобто не настане стійка рівновага.

Без зовнішнього впливу (самовільно) система вийти із стану рівноваги не спроможна.

Достатні умови термодинамічної рівноваги (умови стійкості) можуть бути отримані з другого закону термодинаміки. У загальному випадку система перебуває у термодинамічній рівновазі тоді, коли термодинамічний потенціал системи, отриманий на основі незалежних у даних умовах змінних, є мінімальним, а ентропія є максимальною.

Процес встановлення рівноваги в термодинамічній системі складний і загалом включає в себе декілька стадій. Якщо сполучити між собою дві різні системи загалом з різним хімічним складом, температурою і тиском, то перш за все встановлюється рівновага тиску. Наступним за швидкістю процесом є встановлення температурної рівноваги. Встановлення рівноваги за складом може відбуватися дуже довго. Наприклад, у випадку дифузії в твердих тілах. Тому часто про рівноважні системи говорять, що в них уже відбулися всі швидкі процеси, а всі повільні процеси ще не завершилися.

Відношення добутків рівноважних активностей продуктів до добутку рівноважних активностей реактантів, Активність кожного реагенту береться в ступені, рівному його стехіометричному коефіцієнту. Вона є функцією температури й тиску в системі. Синонім — стандартна константа рівноваги.

• Стазис
• Теплова смерть
• Ентропія
• Принцип Ле Шательє — Брауна
• Термодинамічні потенціали
• Термодинамічна система

• Теплотехніка: підручник для студ. вищих техн. навч. закл. / Б. Х. Драганов [та ін.]; За ред. Б. Х. Драганова. — К. : ІНКОС, 2005. — 504 с. — ISBN 966-8347-23-4
• Буляндра О. Ф. Технічна термодинаміка: Підручн. для студентів енерг. спец. вищ. навч. закладів. — К.: Техніка, 2001. — 320 с. ISBN 966-575-103-4
• Швець І. Т., Кіраковський Н. Ф. Загальна теплотехніка та теплові двигуни. — К.: Вища школа, 1977. — 269 с.
• Базаров И. П. Термодинамика. Учебник для вузов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк. — 1991. — 376 с. ISBN 5-06-000626-3

• Термодинамічна рівновага // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Тека, 2006.
• Локальна термічна рівновага випромінювання (англ.)
• UC Berkeley lecture про термічну рівновагу

Це незавершена стаття з фізики. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.