热流中相互作用系统的稳态热力学基本关系

能否将平衡热力学的 formalism 扩展到稳态非平衡系统的情况，是一个长期存在的问题。我们已对热流中的理想气体做了此类扩展 [Hołyst 等，J. Chem. Phys. 157, 194108 (2022)]。此处我们研究此类描述是否对含相互作用的系统——热流中的范德瓦尔斯气体——存在。我们引入状态参数，每个参数关联一种改变能量的单一方式。非平衡热力学第一定律由这些参数得出。非平衡态的内能 $U$ 具有与平衡热力学相同的形式。对于范德瓦尔斯气体，$U(S^*, V, N, a^*,b^* )$ 仅是 5 个状态参数的函数（不论表征边界条件的参数数量）：熵 $S^*$、体积 $V$、粒子数 $N$，以及重整化的范德瓦尔斯参数 $a^*$、$b^*$。状态参数 $a^*$、$b^*$ 与 $S^*$ 共同决定与环境的净热交换。