結構生物化學/熱力學平衡

平衡可以定義為缺乏變化，或靜態狀態。在熱力學中，平衡不僅意味著缺乏變化，它還指的是宏觀尺度上不存在任何向變化的趨勢。

==平衡、驅動力量和系統阻力的關係==

一個處於平衡狀態的感興趣系統，當且僅當周圍條件沒有淨變化時才存在。在這種情況下，驅動力量也可以被認為是微不足道的，因為不存在任何向變化的趨勢也表明不存在任何驅動力量。因此，當系統中存在平衡時，所有力都被認為是平衡的。這裡需要指出的是，在一個不處於平衡狀態的系統中，是否實際發生變化取決於兩個因素：系統的阻力和驅動力量。

不同的驅動力量產生不同的變化

在一個系統中可能會遇到許多種變化；這些不同的變化是由不同的驅動力量引起的。驅動力量可以根據其物理性質進行分類，包括壓力、溫度、濃度、化學勢梯度等等。

例如，機械力不平衡，例如活塞上的壓力梯度，將傾向於導致以功的形式傳遞能量。化學勢梯度傾向於導致物質從一個相轉移到另一個相；溫度差異傾向於導致熱量流入或流出系統。然而，上述趨勢的最終結果是相同的——系統中將達到平衡。

平衡、自由能和反應方向

熱力學平衡指的是相對於P、T和濃度存在平衡的條件。只有當該變數不隨時間變化，並且在系統的各個部分和周圍環境中具有相同的值時，才相對於給定變數建立平衡。相對於濃度的平衡，只有當所有物種都可以在邊界上雙向運輸時才存在。如果邊界是一個可移動的壁，它不能滲透所有物種，則自由能（ΔG）的符號可以確定自發反應的方向。此外，可以根據反應商（Q）和平衡常數（K）來確定反應是向右進行還是向左進行。因此，Silberberg 指出

如果 Q < K 或 Q/K <1，則反應將向右進行

如果 Q > K 或 Q/K >1，則反應將向左進行

如果 Q = K 或 Q/K =1，則反應將處於平衡狀態。

因此，將平衡常數、自由能和反應商結合在一起的方程為 ΔG= RT ln (Q/K)

不同的驅動力量產生不同的變化

在一個系統中可能會遇到許多種變化；這些不同的變化是由不同的驅動力量引起的。驅動力量可以根據其物理性質進行分類，包括壓力、溫度、濃度、化學勢梯度等等。

例如，機械力不平衡，例如活塞上的壓力梯度，將傾向於導致以功的形式傳遞能量。化學勢梯度傾向於導致物質從一個相轉移到另一個相；溫度差異傾向於導致熱量流入或流出系統。然而，上述趨勢的最終結果是相同的——系統中將達到平衡。

化學反應對熱力學平衡的影響

在大多數熱力學應用中，通常忽略化學反應的影響。由於系統可能在沒有啟動化學反應的情況下保持長期平衡，因此不考慮化學反應可能對系統帶來的影響很方便。此外，在大多數熱力學情況下，在進行化學反應後，平衡最有可能達到。因此，可以不考慮可能的化學反應來分析純粹的物理過程。

參考文獻

Smith, J.M. (2005). Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. McGraw Hill. ISBN 978-007-127055-7. {{cite book}}: Text "coauthors+ H.C. Van Ness, M.M. Abbott" ignored (help)

Silberberg，Martin S. (2010)。普通化學原理（第二版）。McGraw Hill 出版公司。ISBN978-0-07-351108-05