Folyadékegyensúlyban

Folyadékegyensúlyban egy folyadékrendszer olyan állapotban van, amikor a makroszkopikus jellemzők (nyomás, sűrűség, hőmérséklet, összetétel) időben nem vagy csak nagyon lassan változnak. Az egyensúly fogalmát gyakran két alapvető értelmezés szerint használjuk: statikus (hidrostatikai) egyensúly és dinamikus vagy termodinamikai egyensúly.

Hidrostatikai egyensúlyban nincs makroszkopikus áramlás. A gravitációs erő hatására a nyomás növekszik a mélységgel, és a nyomásgradiens kiegyenlíti a súly hatását: dP/dz = -ρ g. Ennek eredményeként például egy álló folyadéktömegben a nyomás a mélységgel növekszik.

Termodinamikai és kémiai egyensúly a folyadékokban akkor áll fenn, amikor a különböző fázisok vagy oldatok összetevőinek kémiai potenciáljai megegyeznek. Ilyenkor a fázisváltások (például víz–vízgőz) vagy az oldódási egyensúly adott hőmérsékleten és nyomáson állandó. A környezet változásával az egyensúly helyzete és a koncentrációk eltolódása figyelhető meg.

Dinamikus egyensúly olyan állapot, amikor a folyadékban áramlás van, de a makroszkopikus jellemzők időben állandóak egy adott téren vagy régióban. Például laminaris csőáramlás során a nyomás- és sebességprofilok stabilak maradnak.

Alkalmazások közé tartozik az óceán- és légkördinamika, hidraulikai és vegyipari rendszerek tervezése, valamint biológiai folyamatok megértése, ahol a folyadékegyensúly határozza meg a transzportot és a reakciók egyensúlyát.