Em um sistema termodinâmico em equilíbrio, várias quantidades somam zero. Estes incluem:
1. Transferência líquida de calor (equilíbrio térmico): Durante o equilíbrio térmico, a transferência líquida de calor entre o sistema e sua vizinhança torna-se zero. Isto significa que o sistema não perde nem ganha calor e que a sua temperatura permanece constante ao longo do tempo.
2. Força líquida e torque (equilíbrio mecânico): Quando um sistema atinge o equilíbrio mecânico, a força resultante que atua sobre ele e o torque resultante (força de rotação) em torno de qualquer eixo tornam-se zero. Isso implica que o sistema não está sofrendo nenhuma aceleração e está em estado de repouso ou movimento uniforme.
3. Transferência de Massa Líquida (Balanço de Massa ou Equilíbrio de Materiais): Se um sistema está em equilíbrio de massa ou equilíbrio material, não há variação líquida na massa total do sistema. Isto significa que a taxa à qual a massa entra no sistema é igual à taxa à qual a massa sai, resultando numa massa total constante ao longo do tempo.
4. Potencial Químico (Equilíbrio Químico): O equilíbrio químico ocorre quando o potencial químico de cada espécie em uma reação química se torna igual. Neste ponto, as reações direta e inversa estão ocorrendo na mesma velocidade, e as concentrações relativas de reagentes e produtos permanecem constantes sem qualquer alteração líquida.
5. Energia Livre de Gibbs (Equilíbrio Termodinâmico): O equilíbrio termodinâmico é alcançado quando a energia livre de Gibbs de um sistema é minimizada. A energia livre de Gibbs, que representa a quantidade máxima de trabalho que pode ser extraída de um sistema a temperatura e pressão constantes, atinge o seu valor mais baixo possível em condições de equilíbrio.