氣體的平衡態(tài),簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是指大量氣體分子的微觀運(yùn)動(dòng)在宏觀上所表現(xiàn)出來(lái)的物理量,如能量(表現(xiàn)為溫度)、動(dòng)量(表現(xiàn)為氣體向一定方向的流速)、質(zhì)量(表現(xiàn)為氣體密度),以及體積、壓強(qiáng)等,這些不會(huì)隨時(shí)間的變化而變化,而且在空間上呈均勻分布。與熱力學(xué)平衡狀態(tài)相比,氣體的平衡態(tài)只要滿足熱平衡(系統(tǒng)各部分溫度相等)、力學(xué)平衡(系統(tǒng)各部分沒(méi)有不平衡力的存在)、化學(xué)平衡(各物質(zhì)之間有化學(xué)反應(yīng)時(shí),達(dá)到平衡后,系統(tǒng)組成不隨時(shí)間而改變)即可,而無(wú)需包含相平衡(系統(tǒng)不止一相時(shí),物質(zhì)在各相之間的分布達(dá)到平衡,相間沒(méi)有物質(zhì)的凈轉(zhuǎn)移)。而反過(guò)來(lái),非平衡態(tài),就是指上面提到的那些宏觀物理量不但隨著時(shí)間的變化而變化,同時(shí)在空間分布上呈不均勻分布。
在沒(méi)有外界條件影響的情況下,如果物理量在空間分布不均勻,那么由于分子熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,分子將把這個(gè)物理量由濃度較大的地方遷移到較小的地方,最終實(shí)現(xiàn)均勻分布。但是如果存在外界條件影響的話,則有可能達(dá)到一種穩(wěn)態(tài)的不均勻分布,也就是非平衡態(tài)。在非平衡態(tài)下,氣體各部分之間的物理量不相等,其就會(huì)相互傳送、交換(熱傳導(dǎo)、擴(kuò)散、熱流逸等),這個(gè)過(guò)程就是氣體的輸運(yùn)過(guò)程。實(shí)際中,氣體的平衡態(tài)是相對(duì)的以及特殊的,而非平衡態(tài)才是常見(jiàn)的與普遍的。
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