Equilibrio

Equilibrio , en física , la condición de un sistema cuando ni su estado de movimiento ni su estado energético interno tienden a cambiar con el tiempo. Se dice que un cuerpo mecnico simple est en equilibrio si no experimenta ni aceleración lineal ni aceleración angular; a menos que sea perturbado por una fuerza externa, continuará en esa condición indefinidamente. Para una sola partícula, el equilibrio surge si el vector La suma de todas las fuerzas que actúan sobre la partícula es cero. Se considera que un cuerpo rígido (que por definición se distingue de una partícula por tener la propiedad de extensión) está en equilibrio si, además de los estados enumerados para la partícula anterior, la suma vectorial de todos los pares que actúan sobre el cuerpo es igual a cero, de modo que su estado de movimiento de rotación permanece constante. Se dice que un equilibrio es estable si pequeños desplazamientos inducidos externamente desde ese estado producen fuerzas que tienden a oponerse al desplazamiento y devuelven el cuerpo o partícula al estado de equilibrio. Los ejemplos incluyen un peso suspendido por un resorte o un ladrillo sobre una superficie nivelada. Un equilibrio es inestable si la menor desviación produce fuerzas que tienden a aumentar el desplazamiento. Un ejemplo es un rodamiento de bolas en equilibrio sobre el borde de una hoja de afeitar.

En termodinámica, el concepto de equilibrio se amplía para incluir posibles cambios en el estado interno de un sistema, caracterizado por su temperatura, presión , densidad y cualquier otra cantidad necesaria para especificar su estado por completo. En un equilibrio termodinámico estricto, la temperatura del sistema es uniforme (de lo contrario, fluiría el calor) y cualquier gradiente en las funciones de estado, como la presión o la densidad, se equilibra con fuerzas externas para que permanezcan constantes. Por ejemplo, la presión de equilibrio en la parte inferior de una columna de aire es más alta que en la parte superior debido a la fuerza de la gravedad, y los gradientes de densidad en una centrífuga se equilibran con la fuerza centrífuga. También es útil considerar procesos de cuasi-equilibrio donde, por ejemplo, se permiten gradientes de temperatura si la tasa de flujo de calor es demasiado lento para ser significativo (procesos adiabáticos), pero el sistema está por lo demás en equilibrio termodinámico local. Por ejemplo, la expansión adiabática de una columna de aire ascendente explica la disminución de la temperatura atmosférica con la altitud.