[科普中国]-状态

定义

当系统的温度、压力、体积、物态、物质的量、相、各种能量等等一定时，我们就说系统处于一个状态（state）。

系统从一个状态（始态）变成另一个状态（终态），我们就说：发生了一个过程（process）。始态和终态的温度相等的过程叫做等温过程。始态和终态的压力相等的过程叫做等压过程。始态和终态的体积相等的过程叫做等容过程。

理想化是一种重要的科学方法。研究实际气体时，可以借助于理想气体。研究力学，也可以借助于无摩擦力的理想过程。热力学也假想了一种理想过程，称为可逆过程。可逆过程是无限接近平衡态的过程。这里说的可逆，并非通常理解的同时存在正逆两向的过程，而是由始态到终态，再由终态到始态，一个循环，对系统也好，对环境也好，不遗留任何“痕迹”。什么叫“痕迹”？这正是我们要搞清楚的，有待以下慢慢道来。我们在这里只是想说，这种热力学可逆过程是一个理想过程，正如同实际气体都不是理想气体，也正如同实际做机械功的过程都不会一点摩擦力也不存在，原电池放电不可能一点点电能也不转变为热能等等“理想化”一样。一切实际过程都是不可逆过程。理想的热力学可逆过程不存在，却是一种极限过程，对讨论热力学极有意义。

热力学上存在两种理想过程，一种是理想气体的可逆膨胀，一种是原电池的可逆放电，他们都是理想过程，不可能真正存在，但它们所做的功分别是膨胀功和有用功的极限值，所有实际过程做功在数值上都不可能达到更不可能超过可逆过程所做的功。

物质的状态固态

液态

气态

等离子态

玻爱凝聚态

费米子凝聚态

中子态

超导态

超流态

超固态

自发过程非自发过程热力学还把过程分为自发过程与非自发过程。自发过程是自然界自然而然地发生的过程，顺其自然，就会发生；非自发过程则是不会自然发生的过程，举例如下：

热由高温流向低温

水由高山流向平原

风由高气压流向低气压

电流由高电势（正极）流向低电势（负极）

常温常压下氢氧化合为水 热由低温流向高温（电冰箱）

水由平原流向高山（扬水机）

气流由低压流向高压（压缩机）

电流由低电势流向高电势（电池充电）

常温常压下水分解为氢和氧（电解）

热力学证明了，在一个封闭系统中若发生自发过程，系统必定具有向环境做有用功的可能性。反之，若必须向一个封闭系统做有用功，系统内才会发生一个过程，这个过程必定是一个非自发过程。1