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假如说两个系统温度相同，但是其中有一个系统它没有处于平衡态，能说这两个系统热平衡吗？

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发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

假如说两个系统温度相同，但是其中有一个系统它没有处于平衡态，能说这两个系统热平衡吗？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

Hello，很高兴回答这个问题。

按道理来说的话，如果一个系统没有处于平衡态，是无法定义其温度的，因此也就不能说这两个系统热平衡。

但是笔者查完资料之后发现，似乎问题不是那么简单？……

非平衡态可以定义温度吗？

说实话，在小编学过的热力学中，就是不能。因为就是热力学第零定律定义了温度这一物理量，也是我们可以用温度计测量温度的原因。

热力学第零定律（英语：Zeroth Law of Thermodynamics），又称热平衡定律，是热力学的四条基本定律之一，最常用的定律表述是：“若两个热力学系统均与第三个系统处于热平衡状态，此两个系统也必互相处于热平衡。”

热平衡定律看起来有点复杂，其实有点像我们数学里学的传递性：a=c,b=c；那么a=b。举个生活中的例子，一杯放在餐桌上的热咖啡，由于咖啡正在冷却，所以这杯咖啡与外界环境并非处于平衡状态。当咖啡不再降温时，它的温度就相当于室温，并且与外界环境处于平衡状态。想象一下，如果我们可以读出咖啡的“温度”数，我们就了解了室温。希望这个“简化版”的解释能让你了解一些温度计的原理。

在我们说热平衡的时候，两个系统是应该满足一些条件的：

两者各自处于平衡状态；

两者在可以交换热量的情况下，仍然保持平衡状态。进而推广之，如果能够肯定两个系统在可以交换热量的情况下物理性质也不会发生变化时，即使不容许两个系统交换热量，也可以肯定互为平衡状态。

可以看出，其实所谓的平衡与否似乎主要看的是：是否交换热量。那么这两个条件其实是：


1. 两个系统自己内部不再交换热量了。

2. 两个系统可以交换热量，可是他们都不换了。

牵扯到能量交换，似乎统计热力学就要来掺和一下了。小编在网上搜到了对一篇探讨非平衡条件下局域温度是否是良定义的文献的总结：


主要结论就是：在玻尔兹曼输运方程(BTE)里，如果完全处理散射项，局域温度可以由声子偏离平衡态的分布定义出来；但是在采用弛豫时间近似(RTA)的时候，温度的概念不是那么的良定。

惭愧，热力学的知识都还给老师了，没咋看懂……只看结论的话，符合某些条件，可以定义局域温度？那是可以说两个系统边界温度相同吗？

小编学艺不精，在这里把这个可能性提出来供读者们参考，如果这篇文献的结论对该问题有所影响，还是希望有大佬来指教一下的。

再回到问题本身，在小编看来，就算有定义“局部温度”的可能性，这个问题还是不成立的。一个系统没有处于平衡态，内部就应当还在做热量交换，温度不定，就不能说和另一个已经处于平衡态的系统的温度相同。条件不成立，就无法得出结论。

希望我的回答能帮助到你！