压力与压强

压强（pressure），是一个重要的热力学量，在等离子体物理中也起着举足轻重的作用。磁约束装置对聚变等离子体的约束，靠得就是洛伦兹力对压强的平衡——在平直磁力线的条件下，垂直磁场方向的磁压强与总压强（磁压强与等离子体压强之和）为一常数。

为什么平直磁力线条件下总的压强是常数，等离子体才能平衡？因为任何分布（空间函数）的不均匀性（即该函数梯度不为零）都会导致不稳定性，即这个空间函数会向其函数值低的方向（与梯度相反的方向）“流动”——“水往低处流”。在非平衡统计热力学中，我们把这种“流动”称为“广义流”，把这个驱动广义流的非零梯度（显然是矢量）的负值，称“广义力”。在线性非平衡热力学范围内，广义流与广义力成正比。其比例系数，称为“输运系数”。

分布、梯度、广义流及其对应的广义力，不仅是非平衡热力学的重要内容，也是分析一般过程（包括经济、社会、军事、金融、生命、环境等过程）的重要方法。

回过来看，压强显然是上面说的“空间分布函数”，并非“广义力”本身。从其性质看也是如此：各向同性的条件下，压强是个标量；各向异性的条件下，压强为一张量——显然都不具有“力”（矢量）的协变性。只有其有梯度（更准确地说：负梯度）才是“广义力”矢量（标量和张量的梯度都是矢量）。

所以，压强与压力是性质完全不同的两种物理量。

值得注意的是：在一些中文物理学书籍和很多工程方面的书籍和论文中，常常把“压强”写作“压力”，这在科学上是错误的表述。究其原因，来自中小学物理教学中压强是作为“单位面积所承受的压力”定义的。这样说也不算错，但却是片面的。这样定义的压强，只是压强的一种特殊情况：界面处的压强；而且其协变性没有很好的体现出来。

严格地说，对应压强的广义力是一种“力密度”（单位体积的受力），可称为“压力密度”（负压强梯度）。那么，从理论力学关于“力是势能的负梯度”的概念来理解，压强就是一种“广义能（密度）”，等于体积（V）变化时外部对单位体积所做的功：体积变化为dV时，热力学关系为dW=-pdV。