Likevektstilstander

Likevektstilstander refererer til tilstander der et system ikke viser noen netto endring av makroskopiske egenskaper over tid, selv om mikroskopiske prosesser kan foregå. Hovedideen er at drivende krefter som fører til endring balanseres av motkrefter, slik at den samlede endringen blir null. Ikke alle systemer når en likevekt; noen tilstander kalles likevekter, mens andre beskrives som steady state i åpne systemer hvor strømmer av energi eller materie kontinuerlig foregår.

Termodynamisk likevekt innebærer at temperatur, trykk og kjemisk potensial er konstante og ensartede gjennom hele systemet, og at det ikke skjer netto utveksling av energi eller stoffer med omgivelsene. I kjemi betyr dette at hastigheten på den fremovergående og den bakovergående reaksjonen er like, slik at konsentrasjonene forblir konstant over tid. Når forholdene endres, følger systemet Le Chatelier-prinsippet og forskyver seg mot en ny likevekt.

Mekanisk likevekt oppstår når summen av krefter og moment er null; et legeme kan være i ro eller i konstant bevegelse uten forstyrrelse fra netto ytre krefter. Begrepet dynamisk likevekt skiller seg fra termodynamisk likevekt ved at det gjelder åpne systemer der energi- eller materie- strømmer vedvarer, mens makroskopiske kjennetegn forblir konstant. I praksis brukes ofte betegnelsene likevekt og steady state om hverandre i ulike fagfelt.

Stabilitetsegenskaper er sentrale: et likevektstilstand kan være stabil, ustabil eller metastabil. En liten forstyrrelse returnerer systemet til likevekt i stabil tilstand, mens den hos ustabile tilstander fører til ny tilstand. Eksempler inkluderer kjemisk likevekt i reaksjoner A ⇌ B og elektriske nettverk i en jevn tilstand.