Нерамнотежна термодинамика

Нерамнотежната термодинамика е гранка на термодинамиката која се занимава со физички системи кои не се во термодинамичка рамнотежа, но може да се опишат користејќи променливи што претставуваат продолженија на променливите кои се користат за опишување на системите во термодинамичка рамнотежа. Проблематиките на процесите на пренесување и брзината на хемиските реакции се од интерес на нерамнотежната термодинамика. Нејзините методи се основани на близината на термодинамичката рамнотежа. Нерамнотежната термодинамика е дисциплина во развој и има многу отворени области за истражување.

Речиси ниеден природен систем не се наоѓа во термодинамичка рамнотежа, бидејќи сите системи се менуваат или може да ги предизвикаме да се променат со тек на време. Тие постојано или привремено разменуваат маса и енергија со други системи и преку хемиски реакции. Меѓутоа, некои системи и процеси се близу термодинамичка рамнотежа, па може лесно и прецизно да се опишат со помош на нерамнотежната термодинамика. И покрај тоа, многу природни системи и процеси ќе останат далеку од можностите на нерамнотежната термодинамичка методика поради нивната неваријациона динамика, каде не постои концептот на слободна енергија.

Термодинамичкото истражување на системи надвор од рамнотежа бара дефинирање на поопшти феномени отколку рамнотежната термодинамика. Една од основните разлики меѓу рамнотежната и нерамнотежната термодинамика е однесувањето на нехомогените системи, за чие истражување треба да ги знаеме брзините на реакции кои не се потребни во рамнотежната термодинамика на хомогени системи. Друга многу важна разлика е тежината, дури и неможноста, за општа дефиниција на ентропијата во дадено време за макроскопски системи кои не се во термодинамичка рамнотежа. Оваа величина може да се одреди со корисно приближување единствено во посебно одбрани случаи, како тие во кои секаде постои локална термодинамичка рамнотежа.