Equilibri mecànic

A continuació analitzarem un dels dos estats d’equilibri que poden presentar més d’un sistema físic pròxim.

Equilibri mecànic:

Per tractar aquest tipus d’estat en equilibri aplicarem tres sistemes físics:

Suposem que tenim tres bidons (cada un dels quals es un sistema físic aïllat A, B i C) de mides idèntiques que en el seu interior contenen gas. Cadascun dels bidons presenta diferents pressions internes ja que cap dels tres té la mateixa quantitat de gas, el que significa que un bidó amb una gran quantitat de gas rebrà més pressió per part de les molècules gasoses en el seu interior que no pas un bidó que conté menys gas (que ho traduïm com una pressió inferior).

Si volem que els tres bidons continguin la mateixa quantitat de gas, o el que també serà la mateixa pressió, caldrà connectar els tres bidons o sistemes físics aïllats mitjançant unes boques que incorporen els bidons juntament amb claus de pas. Al connectar els tres bidons i al obrir les tres claus de pas, els gasos de tots tres bidons es sumaran en un sol gas i es distribuiran en l’interior de cada sistema físic no aïllat, produint que els tres sistemes es sumin en un sol, fent que la pressió quedi perfectament distribuïda en tot el nou sistema físic, o també podem dir, en els tres bidons.

En aquestes altures, si tanquem les tres claus de pas i separem els tres bidons (tornant a separar els tres sistemes) l’un de l’altre, comprovarem que ara la pressió del bidó A serà la mateixa que la que conté el bidó B i C. 

Muntatge dels tres bidons 

Què ha succeït?

Com hem dit anteriorment, al compactar els tres gasos en un, aquest s’ha distribuït de manera homogènia en l’interior del sistema igualant les pressions interiors de cada bidó. Un observador exterior a aquest experiment hauria pogut observar com el gas s’hauria anat movent i distribuint-se en l’interior dels bidons i ben probablement hauria observat algun canvi físic (com un augment de temperatura).Quan els tres bidons presenten la mateixa pressió diem que estan en equilibri mecànic. D’això es dedueix que l’equilibri mecànic es dóna quan tots els sistemes físics d’un grup tenen la mateixa energia.

Però què hauria passat si des d’un principi els tres bidons ja continguessin cadascun la mateixa pressió (o quantitat de gas)? Que senzillament llavors l’observador exterior als fets que anteriorment hem suposat no hauria observat cap canvi. Llavors podríem afirmar sens dubte algun que els tres bidons des d’un principi ja presentaven equilibri mecànic.