Termodynamisk ligevægt er tilstanden af et system , hvor de makroskopiske mængder af dette system ( temperatur , tryk , volumen , entropi ) forbliver uændrede i tid under forhold med isolation fra miljøet.
Generelt er disse værdier ikke konstante, de svinger (fluktuerer) kun omkring deres gennemsnitlige værdier. Hvis et ligevægtssystem svarer til flere tilstande, i hver af hvilke systemet kan være uendeligt langt, så siges systemet at være i en metastabil ligevægt. I en tilstand af ligevægt er der ingen strømme af stof eller energi i systemet, ikke-ligevægtspotentialer (eller drivkræfter), ændringer i antallet af tilstedeværende faser ( faseligevægt ). Der er termisk (statistisk, det er også termodynamisk ligevægt ), mekanisk , hydroaeromekanisk (hydrodynamisk, hydrostatisk ), stråling (strålende) [1] og kemisk ligevægt. I praksis betyder isolationsbetingelsen, at processerne med at etablere ligevægt forløber meget hurtigere, end ændringer sker ved systemets grænser (det vil sige ændringer i forhold uden for systemet), og systemet udveksler stof og energi med miljøet . Med andre ord opnås termodynamisk ligevægt, hvis hastigheden af afslapningsprocesser er tilstrækkelig høj (som regel er dette karakteristisk for højtemperaturprocesser), eller tiden til at nå ligevægt er lang (dette tilfælde forekommer i geologiske processer).
Ligevægtstilstanden i et makroskopisk system er særlig bekvem til beskrivelse på grund af dens enkelhed. Det afhænger ikke af tid (bortset fra udsving) og kan som regel beskrives fuldt ud i form af flere makroskopiske parametre. Ligevægtstilstanden afhænger heller ikke af forhistorien af det makroskopiske systems tilstande og er den mest tilfældige makroskopiske tilstand af systemet under givne forhold [2] .
I virkelige processer realiseres ofte ufuldstændig ( relativ , mobil , dynamisk) ligevægt , men graden af denne ufuldstændighed kan være betydelig og ubetydelig. I dette tilfælde er tre muligheder mulige:
I ikke-ligevægtssystemer sker ændringer i stof- eller energistrømmene eller for eksempel faser.
Tilstanden af termodynamisk ligevægt kaldes stabil, hvis systemet, når de makroskopiske parametre ændres, spontant vender tilbage til den specificerede tilstand [3] .
Kriterier for termodynamisk stabilitet af forskellige systemer: