ligevægten

Ligevægten er tilstanden hvor et system ikke ændrer sig makroskopisk over tid. Begrebet anvendes i flere sammenhænge, herunder mekanisk ligevægt, termisk (varme) ligevægt, kemisk ligevægt og dynamisk ligevægt.

Mekanisk ligevægt beskriver tilstanden hvor summen af alle kræfter og sum af alle momenter på et legeme er nul. Det gør at legemet ikke bevæger sig eller drejer. Eksempelvis hviler et bord sikkert på to støttepunkter eller et objekt i ro under balancerende kræfter. Ligevægt kan være stabil, ustabil eller neutralt afbrudt af ændringer i ydre påvirkninger.

Termisk ligevægt opstår når to legemer, der er i kontakt uden varmeudveksling, har samme temperatur. Dette følger af zeroth-loven i termodynamik: temperatur er en primær tilstandsfaktor, og ligeligt temperatur er indikation på ligevægt.

Kemisk ligevægt forekommer i reversible reaktioner, f.eks. A + B ⇌ C + D, hvor hastigheden af den fremadrettede og den baglæbende reaktion er lige store ved ligevægt. Koncentrationerne af reaktanter og produkter ændres ikke over tid, selvom der sker molekylære udvekslinger. Ved konstant temperatur kan man beskrive forholdet med en ligevægtskonstant K = [C][D]/[A][B]. Le Chateliers princip beskriver hvordan ændringer i koncentration, tryk eller temperatur flytter ligevægten.

Dynamisk ligevægt refererer til tilstande hvor processer fortsætter på mikroskopisk niveau, men makroskopiske variabler forbliver konstante. Ligevægt er derfor en egenskab ved systemets tilstand, ikke nødvendigvis en tilstand af stilstand.