关于热力学平衡介绍

[拼音]：relixue pingheng

[外文]：thermodynamic equilibrium

在没有外界影响的条件下，如果某个系统各部分的宏观性质（如系统的化学成分，各物质的量，系统的温度、压力、体积、密度等等）在长时间内不发生任何变化，则称该系统处于热力学平衡状态。不受外界影响的任何系统，总是单向地趋向平衡状态。

在统计力学中，系统的宏观性质是相应的微观量的统计平均值。当系统处于热力学平衡时，系统内的每个分子仍在处于不停的运动中，系统的微观状态也在不断地发生变化，只是分子微观运动的某些统计平均值不随时间而改变。因此，热力学平衡是一种动态平衡，称为热动平衡。

一个热力学系统必须同时达到下述几方面的平衡，才能处于热力学平衡状态。

如果系统内没有隔热壁存在，则系统内各部分的温度相等。如果没有隔绝外界的影响，在系统与环境之间没有隔热壁存在的条件下，当系统达到热平衡时，则系统与环境的温度也相等。

如果没有刚性壁的存在，则系统内各部分之间没有不平衡的力存在。如果忽略重力场的影响，则达到力学平衡时系统内各部分的压强应该相等。如果系统和环境之间没有刚性壁存在，则平衡时系统和环境之间也没有不平衡的力存在，系统和环境的边界将不随时间而移动。

如果系统是一个非均相的，则平衡时系统中各相可以长时间共存，各相的组成和数量都不随时间而改变。相平衡的条件是:系统中的B组元在各相中的化学势相等，即＝＝…，式中、、…分别为B组元在α相、β相、…中的化学势。

系统内各物质之间如果可以发生化学反应，则达到平衡时系统的化学组成及各物质的数量将不随时间而改变。对于化学反应来说，在等温等压下平衡的条件是：

式中B为包含在反应中的分子或原子的符号；vB为物质B的化学计量数；μB是物质B的化学势。

参考书目

1. 傅鹰著:《化学热力学导论》，科学出版社，北京，1963。