НЕРАВНОВЕ́СНОЕ СОСТОЯ́НИЕ
-
Рубрика: Физика
-
Скопировать библиографическую ссылку:
НЕРАВНОВЕ́СНОЕ СОСТОЯ́НИЕ, состояние макроскопич. системы, изменяющееся или способное изменяться спонтанно (без внешнего воздействия). Изменения Н. с. обусловлены макроскопич. потоками физич. величин (массы, импульса, энергии, электрич. заряда и др.) в фазовом пространстве обобщённых координат и импульсов. Молекулы газов, жидкостей и твёрдых тел находятся в непрерывном движении – поступательном, вращательном, колебательном и т. д., выражающемся в последовательности элементарных актов перехода из одного элемента фазового пространства в другое, включая и переходы по энергетич. уровням – колебательное и электронное возбуждение и дезактивацию. При термодинамич. равновесии числа элементарных переходов в прямом и обратном направлениях, усреднённые по времени (или по ансамблям частиц), одинаковы. Это свойство равновесной системы является следствием обратимости уравнений механики (классической и квантовой), выражающейся в равенстве вероятностей прямых и обратных элементарных переходов (см. Детального равновесия принцип). В Н. с. средние числа элементарных переходов некоторого типа в прямом и обратном направлениях не равны. (Это могут быть, напр., обмен энергией при столкновении двух атомов или атома и электрона, переходы молекул с одного определённого колебат. уровня на другой и обратно.) Такие неравенства приводят к наблюдаемым макроскопич. потокам.
Примеры Н. с.: неоднородное поле темп-ры в теле, нагреваемом или охлаждаемом с поверхности; инверсная населённость энергетич. уровней рабочего тела в лазере; газ или жидкость с медленно оседающими взвешенными твёрдыми частицами. В открытой системе Н. с. могут быть стационарными. Напр., в теплопроводящей стене конечной толщины устанавливается постоянный градиент темп-ры, поддерживаемый заданной разницей температур на её поверхностях. Особый класс Н. с. – метастабильные состояния.