Разница между стационарным состоянием и равновесием?

В физике полупроводников, в чем разница между стационарным состоянием и равновесием . Как меняется анализ устройств в этих процессах?

«Установившееся состояние» в целом означает, что система может быть динамической, но производные равны нулю. Например, огонь, горящий внутри коробки, достигает устойчивого состояния, когда энергия, рассеиваемая наружу, соответствует скорости энергии, генерируемой огнем. Это не равновесие, потому что энергия рассеивается.

Ответы (1)

«Равновесие» означает тепловое равновесие. Твердое тело имеет одну четко определенную температуру и постоянную энергию Ферми. Энергия Ферми — это значение энергии, с которым сравниваются энергетические уровни, чтобы определить, насколько полностью занят (или нет) энергетический уровень. Обычно, когда уровень Ферми постоянен во всем твердом теле, электроны диффундируют одинаково во всех направлениях.

«Установившееся состояние» означает, что свойства системы не меняются со временем. Неравновесные состояния могут быть стационарными состояниями, если имеется источник энергии для поддержания неравновесного состояния. Без источника энергии система быстро пришла бы в равновесное состояние.

p-n-переход (электрический диод) без приложенного напряжения находится в равновесном состоянии. Тот же диод с приложенным к нему напряжением находится в неравновесном, но стационарном состоянии. Приложенное напряжение повышает энергию Ферми на одной стороне перехода по сравнению с другой, и эта разница в энергии Ферми поддерживается источником напряжения (энергии). Электроны диффундируют преимущественно в одном направлении. Свойства системы со временем не меняются, но состояние неравновесное.

Анализ этих состояний более или менее одинаков в обоих случаях. Физика твердого тела, статистическая механика и теория переноса применимы к обоим случаям. Однако условия, в которых проводится анализ, меняются. Например, в смещенном pn-переходе необходимо поставить условие изменения энергии Ферми на переходе.

Если система имеет четко определенную температуру, может ли она находиться как в стационарном, так и в равновесном состоянии? Предполагая, что поток тепла равен нулю во всех точках системы, означает ли это, что она находится в тепловом равновесии или в стационарном состоянии (или в том и другом)?
@ АнтониосСарикас Да. И различия не совсем точны. Например, если у вас есть граничные условия, которые берут энергию. И что-то еще, вводящее энергию. Или если у вас есть контрольный объем в трубе с постоянным потоком. Некоторые люди считают, что «достиг устойчивого состояния» или даже «успокоился до устойчивого состояния» — это разумное утверждение (как и я). Другие нет. Обычно они думают об изолированной системе и случае, когда границы могут или не могут быть открыты, и думают, что это обобщает.
Разница между стационарным состоянием и равновесием?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v