非平衡态热力学
非平衡态热力学是热力学的一个分支，它处理不处于热力学平衡但可以用宏观量（非平衡状态变量）来描述的物理系统，这些宏观量表示用于指定热力学系统的变量的外推 平衡。 非平衡态热力学关注运输过程和化学反应的速率。
自然界中发现的几乎所有系统都不处于热力学平衡状态，因为它们会随着时间的推移而变化或可能被触发而发生变化，并且持续和不连续地受到进出其他系统的物质和能量通量以及化学反应的影响。 然而，一些系统和过程在有用的意义上足够接近热力学平衡，以允许通过当前已知的非平衡热力学以有用的准确性进行描述。 然而，由于非变分动力学的存在，许多自然系统和过程将始终远远超出非平衡热力学方法的范围，其中失去了自由能的概念。
非平衡系统的热力学研究需要比平衡热力学处理的更一般的概念。 平衡热力学和非平衡热力学之间的一个根本区别在于非均匀系统的行为，这需要他们研究反应速率的知识，而这些知识在均匀系统的平衡热力学中没有考虑。 这将在下面讨论。 另一个根本和非常重要的区别是，一般来说，对于不处于热力学平衡状态的系统，很难或不可能用宏观术语定义某一时刻的熵； 只有在精心选择的特殊情况下，即那些始终处于局部热力学平衡的情况下，才能进行有用的近似。
范围
平衡热力学与非平衡热力学的区别
一个深刻的区别将平衡热力学与非平衡热力学区分开来。 平衡热力学忽略了物理过程的时间进程。 相比之下，非平衡热力学试图连续详细地描述它们的时间过程。
平衡热力学将其考虑限制在具有热力学平衡初始和最终状态的过程； 过程的时间进程被故意忽略。 因此，平衡热力学允许过程通过远离热力学平衡的状态，甚至不能用非平衡热力学允许的变量来描述，例如温度和压力的时间变化率。 例如，在平衡热力学中，一个过程甚至可以包括非平衡热力学无法描述的剧烈爆炸。 然而，平衡热力学确实在理论发展方面使用了准静态过程的理想化概念。 准静态过程是沿着热力学平衡状态的连续路径的概念上的（永恒的和物理上不可能的）平滑的数学通道。 这是一个微分几何的练习，而不是一个可能在现实中发生的过程。