Ickejämviktsprinciper

Icke-jämviktsprinciper refererar till fysikaliska lagar och principer som beskriver system som inte är i termodynamisk jämvikt. Dessa system befinner sig i ett tillstånd av konstant förändring, där flöden av energi eller materia övergår mellan olika delar av systemet. Till skillnad från jämviktsförhållanden, där makroskopiska egenskaper är konstanta över tid, är icke-jämviktssystem dynamiska.

Ett centralt begrepp inom icke-jämviktsteromodynamiken är entropiproduktion. I ett isolerat system ökar den totala entropin alltid i system som inte är i jämvikt, tills jämvikt uppnås. I icke-isolerade system kan entropin minska lokalt, men den totala entropin för systemet plus dess omgivning ökar alltid. Detta driver system mot jämvikt, men många system existerar under långa perioder i icke-jämviktstillstånd på grund av kontinuerliga externa påverkan.

Exempel på system som inte är i jämvikt inkluderar levande organismer, där metabolismen ständigt producerar och konsumerar energi, samt atmosfäriska fenomen som väder och vind. Även i enkla fysiska system, som en kopp varmt kaffe som svalnar, observeras icke-jämviktsbeteende då värme flödar från det varmare kaffet till den kallare omgivningen. Studiet av dessa principer är avgörande för att förstå komplexa, dynamiska fenomen inom vetenskap och ingenjörskonst.