Equilibrium, en physique, l’état d’un système lorsque ni son état de mouvement ni son état d’énergie interne ne tend à changer avec le temps. Un corps mécanique simple est dit en équilibre s’il ne subit ni accélération linéaire ni accélération angulaire; à moins d’être perturbé par une force extérieure, il continuera dans cette condition indéfiniment. Pour une seule particule, l’équilibre se produit si la somme vectorielle de toutes les forces agissant sur la particule est nulle., Un corps rigide (par définition distingué d’une particule en ayant la propriété d’extension) est considéré comme en équilibre si, en plus des états énumérés pour la particule ci-dessus, la somme vectorielle de tous les couples agissant sur le corps est égale à zéro de sorte que son état de mouvement de rotation reste constant. Un équilibre est dit stable si de petits déplacements induits extérieurement à partir de cet état produisent des forces qui ont tendance à s’opposer au déplacement et à ramener le corps ou la particule à l’état d’équilibre. Par exemple, un poids suspendu par un ressort ou une brique posée sur une surface plane., Un équilibre est instable si le moindre départ produit des forces qui ont tendance à augmenter le déplacement. Un exemple est un roulement à billes équilibré sur le bord d’une lame de rasoir.
En thermodynamique, le concept d’équilibre est étendu pour inclure les changements possibles dans l’état interne d’un système, tel que caractérisé par sa température, sa pression, sa densité et toute autre quantité nécessaire pour spécifier complètement son état., À l’équilibre thermodynamique strict, la température du système est uniforme (sinon la chaleur s’écoulerait), et tous les gradients dans les fonctions d’état telles que la pression ou la densité sont équilibrés par des forces externes afin qu’ils restent constants. Par exemple, la pression d’équilibre au bas d’une colonne d’air est supérieur au sommet à cause de la force de gravité, et les gradients de densité dans une centrifugeuse sont équilibrées par la force centrifuge., Il est également utile d’envisager des processus de quasi-équilibre où, par exemple, des gradients de température sont autorisés si le débit de chaleur est trop lent pour être significatif (processus adiabatiques), mais le système est autrement en équilibre thermodynamique local. Par exemple, l’expansion adiabatique d’une colonne d’air montante explique la diminution de la température atmosphérique avec l’altitude.