A termodinamikai egyensúly egy olyan rendszer állapota, amelyben a rendszer makroszkopikus mennyiségei ( hőmérséklet , nyomás , térfogat , entrópia ) időben változatlanok maradnak a környezettől elszigetelt körülmények között.
Általánosságban elmondható, hogy ezek az értékek nem állandóak, csak az átlagos értékeik körül ingadoznak (ingadoznak). Ha egy egyensúlyi rendszer több állapotnak felel meg, amelyek mindegyikében a rendszer korlátlanul hosszú lehet, akkor azt mondjuk, hogy a rendszer metastabil egyensúlyban van. Egyensúlyi állapotban nincsenek a rendszerben anyag- vagy energiaáramlások, nem egyensúlyi potenciálok (vagy hajtóerők), a jelenlévő fázisok számának változása ( fázisegyensúly ). Létezik termikus (statisztikai, termodinamikai egyensúly is ), mechanikai , hidroaeromechanikai (hidrodinamikus, hidrosztatikus ), sugárzási (sugárzó) [1] és kémiai egyensúly. A gyakorlatban az elszigeteltség feltétele azt jelenti, hogy az egyensúlyi folyamatok sokkal gyorsabban mennek végbe, mint a rendszer határain bekövetkező változások (vagyis a rendszeren kívüli feltételek megváltozása), és a rendszer anyagot és energiát cserél a környezettel . Más szóval, a termodinamikai egyensúly akkor érhető el, ha a relaxációs folyamatok sebessége kellően magas (ez általában a magas hőmérsékletű folyamatokra jellemző), vagy hosszú az egyensúly elérésének ideje (ez az eset a geológiai folyamatokban fordul elő).
A makroszkopikus rendszerek egyensúlyi állapota egyszerűsége miatt különösen alkalmas leírásra. Nem függ az időtől (kivéve az ingadozásokat), és általában több makroszkopikus paraméterrel is teljes mértékben leírható. Ezenkívül az egyensúlyi állapot nem függ a makroszkopikus rendszer állapotainak előtörténetétől, és adott feltételek mellett a rendszer legvéletlenebb makroszkopikus állapota [2] .
A valós folyamatokban gyakran megvalósul a hiányos ( relatív , mobil , dinamikus) egyensúly , de ennek mértéke jelentős és jelentéktelen is lehet. Ebben az esetben három lehetőség közül választhat:
A nem egyensúlyi rendszerekben az anyag- vagy energiaáramlásban, vagy például a fázisokban változások következnek be.
A termodinamikai egyensúlyi állapotot akkor nevezzük stabilnak, ha a rendszer makroszkopikus paramétereinek megváltozásakor a rendszer spontán módon visszatér a megadott állapotba [3] .
A különböző rendszerek termodinamikai stabilitásának kritériumai: