Gleichgewicht, in der Physik der Zustand eines Systems, wenn sich weder sein Bewegungszustand noch sein innerer Energiezustand mit der Zeit ändern. Ein einfacher mechanischer Körper soll im Gleichgewicht sein, wenn er weder eine lineare Beschleunigung noch eine Winkelbeschleunigung erfährt; es sei denn, er wird durch eine äußere Kraft gestört, er wird sich in diesem Zustand auf unbestimmte Zeit fortsetzen. Für ein einzelnes Teilchen entsteht ein Gleichgewicht, wenn die Vektorsumme aller auf das Teilchen einwirkenden Kräfte Null ist., Ein starrer Körper (der sich definitionsgemäß von einem Teilchen dadurch unterscheidet, dass er die Eigenschaft der Ausdehnung hat) wird als im Gleichgewicht betrachtet, wenn zusätzlich zu den für das Teilchen oben aufgeführten Zuständen die Vektorsumme aller auf den Körper einwirkenden Drehmomente gleich Null ist, so dass sein Rotationszustand konstant bleibt. Ein Gleichgewicht soll stabil sein, wenn kleine, äußerlich induzierte Verschiebungen aus diesem Zustand Kräfte erzeugen, die dazu neigen, sich der Verschiebung zu widersetzen und den Körper oder das Teilchen in den Gleichgewichtszustand zurückzuversetzen. Beispiele sind ein Gewicht, das an einer Feder aufgehängt ist, oder ein Ziegel, der auf einer ebenen Fläche liegt., Ein Gleichgewicht ist instabil, wenn die geringste Abweichung Kräfte erzeugt, die dazu neigen, die Verschiebung zu erhöhen. Ein Beispiel ist ein Kugellager, das am Rand einer Rasierklinge ausgeglichen ist.
In der Thermodynamik wird das Konzept des Gleichgewichts auf mögliche Änderungen des inneren Zustands eines Systems ausgedehnt, die sich durch Temperatur, Druck, Dichte und alle anderen Größen auszeichnen, die erforderlich sind, um seinen Zustand vollständig anzugeben., Bei strengem thermodynamischem Gleichgewicht ist die Temperatur des Systems gleichmäßig (andernfalls würde Wärme fließen), und alle Gradienten in Zustandsfunktionen wie Druck oder Dichte werden durch äußere Kräfte ausgeglichen, so dass sie konstant bleiben. Beispielsweise ist der Gleichgewichtsdruck am Boden einer Luftsäule aufgrund der Schwerkraft höher als oben, und Dichtegradienten in einer Zentrifuge werden durch die Zentrifugalkraft ausgeglichen., Es ist auch nützlich, Quasi-Gleichgewichtsprozesse zu berücksichtigen, bei denen beispielsweise Temperaturgradienten zulässig sind, wenn die Wärmeflussrate zu langsam ist, um signifikant zu sein (adiabatische Prozesse), das System sich jedoch ansonsten im lokalen thermodynamischen Gleichgewicht befindet. Zum Beispiel macht die adiabatische Ausdehnung einer ansteigenden Luftsäule die Abnahme der atmosphärischen Temperatur mit der Höhe aus.