Ciencia

En termodinámica, se dice que un sistema se encuentra en estado de equilibrio termodinámico, si es incapaz de experimentar espontáneamente algún cambio de estado o proceso termodinámico cuando está sometido a unas determinadas condiciones de contorno, (las condiciones que le imponen sus alrededores). Para ello ha de encontrarse simultáneamente en equilibrio térmico, equilibrio mecánico yequilibrio químico.
Equilibrio Estable, Inestable, Indiferente

Se conoce que una condición necesaria, pero no suficiente, para que la configuración asumida por un cuerpo o por un sistema de cuerpos sujetos a fuerzas sea permanente, es decir que no cambie, es que todas las fuerzas actuantes estén en equilibrio entre sí; y que esta condición es también suficiente si el equilibrio de las fuerzas esestable. Si en cambio el equilibrio es inestable, la configuración es estrictamente precaria, dado que es suficiente con una mínima perturbación, incluso momentánea, para que el sistema se al eje inmediatamente de dicha configuración; así que es prácticamente imposible que ésta se pueda mantener. En el caso límite en el que el equilibrio sea indiferente, el sistema puede mantener su configuración opuede indiferentemente pasar a otras configuraciones muy cercanas a la primera y detenerse en cualquiera de ellas.

El modo clásico para clasificar el equilibrio consiste en alejar muy poco el sistema de su configuración original mediante una causa perturbadora externa cualquiera, y observar si al cesar la perturbación, el sistema regresa espontáneamente a su configuración original o si se alejaaún más de ésta. En particular, si permanece en la nueva configuración el equilibrio es indiferente. Interesa especialmente definir cuando el equilibrio es indiferente porque éste es el caso límite que separa al equilibrio estable del inestable. Limitémonos a considerar algunos sistemas rígidos. Cambiando muy poco la configuración del sistema, las fuerzas modifican sus líneas de acción y, comúnmente,nos encuentran más en equilibrio. Entonces se aprecia si tienden a regresar al sistema a su posición original o a alejarlo más: en el primer caso el equilibrio era estable, en el segundo inestable. Si por el contrario las fuerzas permanecen en equilibrio, el sistema a conservará su nueva posición, y entonces el equilibrio era indiferente.

Un ejemplo muy sencillo es el mostrado en la figuraIX-1: una pequeña esfera colocada en el punto más bajo de una superficie esférica cóncava (figura a), o en el punto más alto de una superficie esférica convexa (figura b), o sobre una superficie plana horizontal (figura c). En los tres casos la esfera está respectivamente en equilibrio estable, inestable, indiferente.

CRITERIOS DE EQUILIBRIO

En general, un sistema compuesto será cerrado siestá rodeado por una pared que sirva de restricción  con respecto a la energía total, el volumen total y el número total de moles de cada componente  del sistema compuesto. Los sistemas simples  individuales que compongan un sistema compuesto no necesariamente deben ser cerrados, como en el caso del ejemplo. Las restricciones que evitan el flujo de energía o materia, así como el cambio de volumenentre los distintos sistemas simples que constituyen el sistema complejo se denominan restricciones internas  .Si un sistema compuesto está en equilibrio con respecto a ciertas restricciones internas y algunas de estas restricciones se eliminan  , el sistema pasará eventualmente a otro estado de equilibrio. Es decir algunos procesos que antes no estaban permitidos podrán ocurrir con la desapariciónde las restricciones. El problema básico de la termodinámica es la determinación del estado de equilibrio que resulta luego de la eliminación de las restricciones internas en un sistema compuesto cerrado. Volviendo al segundo postulado, es de esperar que la forma más económica para el criterio de equilibrio deba formularse en términos de un principio extrema, como se hizo con el ejemplo...