Равновесие

Равновесие , в физика , състоянието на системата, когато нито нейното състояние на движение, нито нейното вътрешно енергийно състояние са склонни да се променят с времето. Казва се, че има просто механично тяло равновесие ако не изпитва нито линейно, нито ъглово ускорение; освен ако не е нарушен от външна сила, той ще продължи в това състояние за неопределено време. За единична частица възниква равновесие, ако вектор сумата от всички сили, действащи върху частицата, е нула. Твърдо тяло (по дефиниция се разграничава от частицата по свойство да се разширява) се счита за равновесно, ако в допълнение към изброените състояния за частицата по-горе, векторната сума на всички въртящи моменти, действащи върху тялото, е равна на нула, така че състоянието му на въртеливо движение остава постоянно. Казва се, че равновесието е стабилно, ако малки, индуцирани отвън измествания от това състояние произвеждат сили, които са склонни да се противопоставят на изместването и да върнат тялото или частицата в равновесно състояние. Примерите включват тежест, окачена на пружина или тухла, лежаща на равна повърхност. Равновесието е нестабилно, ако най-малкото заминаване произвежда сили, които са склонни да увеличават изместването. Пример за това е сачмен лагер, балансиран по ръба на бръснач.

В термодинамиката понятието за равновесие се разширява, за да включва възможни промени във вътрешното състояние на системата, характеризиращо се с нейната температура, натиск , плътност и всякакви други количества, необходими за пълно определяне на нейното състояние. При строго термодинамично равновесие температурата на системата е еднородна (в противен случай топлината би протичала) и всякакви градиенти в функциите на състоянието като налягане или плътност се балансират от външни сили, така че да останат постоянни. Например, равновесното налягане в дъното на въздушна колона е по-високо, отколкото в горната, поради силата на гравитацията, а градиентите на плътността в центрофугата се балансират от центробежната сила. Също така е полезно да се разгледат квазиравновесни процеси, където например се допускат градиенти на температурата, ако скоростта на топлинен поток е твърде бавен, за да бъде значим (адиабатни процеси), но иначе системата е в локално термодинамично равновесие. Например, адиабатното разширяване на издигаща се колона въздух води до намаляване на атмосферната температура с надморска височина.