如果系统有个独立的热力学力,其中
个热力学力在系统边界上人为地固定(其对应的热力学流也相应固定),且
,那么
个未经人为固定的热力学力将自动调整直到与其耦合的热力学流为零。由于系统中,全部独立的热力学力和其对应的热力学流均维持恒定,则系统各部分的状态将不再随时间变化,系统进入恒定状态。
这时系统对应的定态为级定态。存在两种特殊情况:①若所有的热力学力都人为固定,即
,则非平衡定态的所有细节都人为控制,这种过程为定常过程;②若所有的热力学力都不加以固定,即
,则所有热力学流为零,对应的为零级定态,因而熵产为零。实际上系统为一个孤立的平衡系统。
非平衡定态分为线性区非平衡定态和非线性区非平衡定态。其中,线性区非平衡定态对应着系统熵产最小的状态且是稳定的。而非线性区平衡定态不一定是稳定的,其稳定性可以利用超熵产生进行判断。