Termodinámica del no equilibrio

Las propiedades termodinámicas de un sistema vienen dadas por los atributos físicos macroscópicos observables en él, mediante la observación directa o mediante algún instrumento de medida. De esta forma se puede decir:

Que un sistema está en equilibrio termodinámico cuando no se observa ningún cambio en sus propiedades termodinámicas a lo largo del tiempo.

Que un estado de no equilibrio es un estado con intercambios netos de masa o energía y en el que sus parámetros característicos dependen en general de la posición y del tiempo.

De aquí que la termodinámica no-equilibrio es una rama de la termodinámica que se ocupa de sistemas que no están en equilibrio termodinámico.

La mayoría de los sistemas que se encuentran en la naturaleza no están en equilibrio termodinámico, porque están cambiando o tienden a cambiar con el tiempo, y están sometidos al flujo de materia y energía desde y hacia otros sistemas.

Algunos conceptos de especial importancia para la termodinámica de no equilibrio son la tasa temporal de disipación de energía , la tasa temporal de producción de entropía, campos termodinámicos, estructuras disipativas, y la estructuras dinámicas no lineales .

Ilya Prigogine fue un físico, químico, sistémico y profesor universitario belga de origen ruso, galardonado con el Premio Nobel de Química del año 1977,que tras estudiar los sistemas cercanos al equilibrio, comenzó a investigar qué ocurre en situaciones alejadas del equilibrio, situaciones que sufren un gran bombardeo de energía desde el exterior. Enfoca el análisis de sistemas abiertos, complejos y en estados “alejados del equilibrio”. Los sistemas abiertos, son aquellos que intercambian materia y energía con el ambiente exterior (el cuerpo humano es un sistema abierto). Prigogine observa que cuando el flujo de energía se vuelve muy complejo produce grandes fluctuaciones en el interior del sistema. Tales fluctuaciones resultan en una reorganización del mismo en una estructura de mayor complejidad. Esto a su vez, es la causa de nuevas fluctuaciones y por ende de mayor reorganización; en definitiva estamos asistiendo al proceso de evolución de los sistemas. Es la teoría de las estructuras disipativas, no sólo aplicable a las reacciones químicas, sino también a los ecosistemas e inclusive a la conducta de los seres humanos.