stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
שיווי משקל תרמודינמי
היסטוריה

התפיסה לפיה החומר עשוי מאטומים היא חלק אינטגרלי בפיתוח והבנת הרעיון של שיווי משקל תרמודינמי של מערכת. הרעיון הבסיסי, שלפיו החומר עשוי מחלקיקים קטנים ובלתי נראים לעין, מופיע בתרבויות עתיקות כמו יוון והודו והוצג על ידי האסכולה האטומיסטית. הרעיון הועלה בעקבות הגיון פיזיקלי ולא בעקבות ביסוס מחקרי או ביצוע ניסויים. עם התפתחות הדת המונותאיסית במערב, מכיוון שהמושג הוכר באותה תקופה כאנטי דתי ואתאיסטי, הוא הפך לרעיון לא מקובל מבחינה חברתית ופוליטית. כתוצאה מכך, לא המשיך להתפתח אלא מאות שנים מאוחר יותר.
בעת המודרנית עלה בשנית מושג החלקיקים והתפתח מבחינה רעיונית, עם ניסויים שתמכו בו. בתחילת המאה ה-19, המדען ג'ון דלטון הציע שאטומים מתאחדים בתהליך כימי לכדי מולקולות.
בערך באותה תקופה החל להתפתח הרעיון של שיווי משקל. מושג זה נרקם עם פרסומם של מאמרים כמו "עקרונות בסיסיים על שיווי משקל ותנועה" של המדען לזאר קרנו, ומאמרים נוספים של ג'וסיה וילארד גיבס והרמן פון הלמהולץ.
בנו של לזאר, סאדי קרנו, ניסח בהמשך לעבודתו של אביו את עקרון קרנו, המהווה בסיס לחוק השני של התרמודינמיקה. ניסוחים נוספים של החוק נטבעו באמצע המאה ה-19 על ידי רודולף קלאוזיוס ולורד קלווין. חוק זה הוא שהוביל בסופו של דבר להגדרה של מצב שיווי המשקל התרמודינמי המקובלת עד היום.
מאפייני שיווי משקל תרמודינמי > יציבות תרמודינמית

כמו במכניקה, גם בתרמודינמיקה ישנם מספר סוגי יציבות עבור שיווי משקל תרמודינמי, המוגדרים על פי תכונות הפוטנציאל. הנגזרת השנייה של הפוטנציאל מתארת את שינוי המערכת בהתאם לשינוי המאפיינים התרמודינמיים שלה ולכן יציבות המערכת נקבעת על פיה:
שיווי משקל יציב: המערכת חוזרת למצבה המקורי לאחר שינוי קטן בתנאים התרמודינמיים.
שיווי משקל יציב למחצה (מטסטבילי): המערכת יציבה עבור שינויים קטנים מאוד, אך עבור שינויים מעט גדולים יותר אינה חוזרת לשיווי משקל, יכולים להיות כמה מינימומים.
שיווי משקל נייטרלי (אדיש): המערכת תקבל את השינוי בתנאים התרמודינמיים ותתייצב במצב החדש.
שיווי משקל לא יציב: שינויים אינפיניטסימליים מוציאים את המערכת מאיזון.
מאפייני שיווי משקל תרמודינמי > שיווי משקל מקומי וגלובלי

שיווי משקל תרמודינמי גלובלי מאופיין בכך שתנודות של המשתנים האינטנסיביים לא מוציאים את המערכת ממצב שיווי המשקל.
לעומת זאת, שיווי משקל מקומי הוא אזור קטן במערכת הנמצא בשיווי משקל, כך שבאזור זה ניתן להתייחס למשתנים התרמודינמיים כהומוגניים. עבור אזור זה, נדרש כי יהיו מספיק מולקולות כך שחוקי התרמודינמיקה יחולו עליו. כלומר, מערכת תרמודינמית יכולה להיות מחוץ לשיווי משקל, ואזורים מסוימים בה יהיו בשיווי משקל מקומי. כנגזרת מהגדרה זו, שינוי קטן של מערכת בשיווי משקל מקומי יוביל ליציאה משיווי המשקל ובסופו של דבר הגעה למצב שיווי משקל אחר, שגם הוא מקומי. שיווי משקל תרמודינמי בטבע הוא כמעט תמיד שיווי משקל מקומי.
מאפייני שיווי משקל תרמודינמי > הפיכות תרמודינמית

תהליך אינפיניטסימלי הוא תהליך שכולל שינויים אינפיניטסימליים במאפיינים המאקרוסקופיים של המערכת. לפי מקס פלאנק, ישנם שלושה סוגים של תהליכים אינפיניטסימליים:
תהליך טבעי יוגדר כתהליך המניע את המערכת לכיוון מצב שיווי המשקל התרמודינמי שלה, מפני שהמערכת שואפת להגיע למצב זה.
בהתאמה, תהליך לא טבעי יוגדר כתהליך שבו המערכת מתרחקת ממצב שיווי המשקל שלה.
תהליך הפיך הוא תהליך שקורה סביב מצב שיווי המשקל של המערכת. מערכת תרמודינמית שעוברת תהליך הפיך נמצאת לאורך כל התהליך בשיווי משקל תרמודינמי. כאשר המערכת בשיווי משקל, לא יכול לקרות כל סוג של תהליך שאינו הפיך.
שיווי משקל תרמודינמי מבחינה מיקרוסקופית

מצב שיווי המשקל התרמודינמי מתייחס למצב המאקרוסקופי של המערכת, והוא מוגדר בתור המצב המאקרוסקופי שמספר המצבים המיקרוסקופיים שמתאימים לו הוא הגבוה ביותר.
מבחינה מיקרוסקופית, מצב שיווי משקל תרמודינמי מאופיין במעבר מהיר ואחיד על כל המצבים המיקרוסקופיים המתאימים לתנאי השפה במערכת. אם המעבר בין מצבים אלו מהיר מספיק, בעת מדידה מקרוסקופית, המערכת עוברת בין כל המצבים המיקרוסקופיים שלה בזמן אינפיניטסימלי. מערכת המקיימת זאת נמצאת בשיווי משקל. אולם, אם המעבר בין המצבים אינו מהיר מספיק, מדידה של המערכת לא תייצג את המערכת כראוי מבחינה מיקרוסקופית.
מכאן נובעת ההנחה הארגודית. זוהי הנחה בסיסית בתרמודינמיקה, שלפיה כל המצבים המיקרוסקופיים הזמינים של מערכת סגורה הם שווי הסתברות. זאת משום שבמדידה אנחנו יכולים לקבל כל מצב מיקרוסקופי. מהנחה זו ניתן להסיק כי המצב שלו מתאימים מספר המצבים המיקרוסקופיים הרבים ביותר, כלומר מצב שיווי המשקל התרמודינמי, הוא המצב המסתבר ביותר במערכת.
הגדרת שיווי המשקל התרמודינמי באופן מתמטי

אנו מניחים שישנו מצב מאקרוסקופי שלו מתאימים מספר גדול בהרבה של מצבים מיקרוסקופיים ביחס למצבים המאקרוסקופיים האחרים. על כן, על פי ההנחה הארגודית, הוא מסתבר מאוד ביחס אליהם. על מנת לראות זאת מבחינה מתמטית נשתמש בפונקציית הריבוי g המתארת את מספר המצבים המיקרוסקופיים כתלות במצב מאקרוסקופי מסוים. המצב המאקרוסקופי המתואר בפונקציית הריבוי נקבע באופן כללי על ידי שני משתנים: N ו-S, כאשר N הוא מספר החלקיקים במערכת, ו-S משתנה כתלות במערכת. (למשל, במערכת ספינים הוא מייצג את ההפרש בין הספינים הפונים מעלה לאלו הפונים מטה.)
במערכת כללית, פונקציית הריבוי מחושבת באופן קומבינטורי באמצעות הנוסחה לתמורות.
במערכת שבה כל חלקיק יכול להיות בשני מצבים, פונקציית הריבוי נתונה על ידי:
g(N,N_{1})={\binom {N}{N_{1}}}={\frac {N!}{(N_{1})!(N-N_{1})!}}={\frac {N!}{(N_{1})!(N_{2})!}}
כאשר  N_{1} הוא מספר החלקיקים במצב 1, ו-  N_{2}=N-N_{1} הוא מספר החלקיקים במצב 2.
תחת קירוב סטירלינג, פונקציית הריבוי מקבלת צורה של גאוסיאן:
g(N,S)=g(N,0)e^{\frac {-2S^{2}}{N}}={\sqrt {\frac {2}{\pi N}}}2^{N}e^{\frac {-2S^{2}}{N}}
כאשר הפרמטר S מוגדר כך:  S={\frac {N_{2}-N_{1}}{2}}.
כאשר N גדול לפונקציית הריבוי g יש מקסימום חד מאוד במצב שיווי המשקל. על פי הגדרה, בגבול  N\rightarrow \infty  פונקציית הריבוי שואפת לפונקציית דלתא (פונקציה שלה מקסימום אינסופי בנקודה 0). נקודת המקסימום היא מצב שיווי המשקל של המערכת.
החוק השני של התרמודינמיקה ושיווי משקל

בתהליך ההיסטורי של ניסוח החוק השני של התרמודינמיקה הוגדר גודל אקסטנסיבי שנקרא אנטרופיה. לפי נוסחת האנטרופיה של בולצמן, האנטרופיה של מערכת תרמודינמית מוגדרת על ידי פונקציית הריבוי שלה:
\sigma =\log(g(N,S))
לחוק השני של התרמודינמיקה קיימים מספר ניסוחים שקולים. הניסוח המקובל כיום נוגע לערך האנטרופיה במערכת סגורה: במערכת מבודדת, לא קיים תהליך תרמודינמי שכתוצאה ממנו האנטרופיה קְטֵנָה. במערכת כזו, האנטרופיה שואפת להגיע לערך מקסימלי.
נסמן ב- U את האנרגיה הפנימית של המערכת, ב- S את האנטרופיה של המערכת וב- V את נפח המערכת. כאמור לעיל, שיווי משקל תרמודינמי של מערכת מוגדר על ידי נקודת המקסימום של פונקציית הריבוי. מהגדרת האנטרופיה ניתן להסיק כי נקודה זו היא גם נקודת המקסימום של האנטרופיה. מהחוק השני של התרמודינמיקה נובע באופן ישיר כי מערכת שואפת להגיע למצב שיווי המשקל התרמודינמי שלה. מכאן נוסח עקרון המקסימום של האנטרופיה:
במערכת אדיאבטית, שבה לא מתקיים מעבר חום בין המערכת לסביבה, האנטרופיה גדלה עד שהמערכת מגיעה לנקודת שיווי המשקל התרמודינמי שלה. ערכו בשיווי משקל של כל משתנה חופשי במערכת סגורה, כלומר מערכת עם  U, V ו- N נתונים וקבועים בזמן, הוא זה שיביא למקסימום של האנטרופיה.
ישנם עקרונות נוספים עבור גדלים תרמודינמיים שונים, השקולים לעקרון המקסימום של האנטרופיה. למשל, עקרון המינימום של האנרגיה הפנימית גורס כי בשיווי משקל ערכו של כל משנה חופשי במערכת סגורה בעלת אנטרופיה קבועה (כלומר מערכת עם  V,  S ו-  N נתונים וקבועים ובזמן) הוא זה שיביא למינימום של האנרגיה הפנימית.
עקרון המקסימום של האנטרופיה שקול לעקרון המינימום של האנרגיה הפנימית. על מנת לראות זאת, נסתכל על מערכת סגורה (אך לא מבודדת, כך שבין המערכת לסביבה ישנו חילוף אנרגיה) הנמצאת במצב שיווי משקל, ושעבור אנרגיה פנימית נתונה  U, האנטרופיה  S מקסימלית. נניח בשלילה שעבור ערך האנטרופיה, האנרגיה אינה מינימלית. כלומר, המערכת יכולה לבצע עבודה על הסביבה וכך תקטן האנרגיה הפנימית. כעת, נחזיר את האנרגיה הפנימית בצורת חום. על פי אי השוויון של קלאוזיוס, מתקיים  TdS\geq dQ כאשר  dQ מתאר את השינוי בחום של המערכת, והוא חיובי בתהליך זה. על כן, האנטרופיה גדלה בסתירה לכך שהמערכת בשיווי משקל ולכן האנטרופיה מקסימלית. מכאן נובע שבמערכת סגורה שבה ערך האנטרופיה מקסימלי, האנרגיה הפנימית במינימום.
עקרונות אקסטרמום נוספים של שיווי משקל תרמודינמי

כמו עקרון המקסימום של האנטרופיה, קיימים עקרונות אקטסרמום נוספים. עקרונות אלו שקולים, אך מתייחסים לתהליכים שונים המתרחשים במערכת. עקרון האקסטרמום שבו נכון להתחשב עבור מערכת תרמודינמית מסוימת תלוי במשתנים התרמודינמיים הקבועים בתהליך אותו עוברת המערכת.
מערכת מבודדת תרמית ואיזוברית: המערכת מבודדת מהסביבה ולכן  dQ=0\Rightarrow dS=0, ואיזוברית כך שמתקיים  dP=0. המשתנה שיהיה במקסימום במצב שיווי משקל הוא האנתלפיה:
dH=TdS+Vdp=0
מערכת איזוכורית שאינה מבודדת מהסביבה: כעת, כדי שהמערכת תהיה במצב שיווי משקל, נדרוש  dT=0, וכן המערכת איזוכורית ולכן  dV=0. כלומר הפוטנציאל התרמודינמי שיקיים עקרון אקסטרמום הוא האנרגיה החופשית של הלמהולץ:
dF=-SdT-pdV=0
מערכת איזוברית שאינה מבודדת מהסביבה: באופן דומה מתקיים  dT=0 וכן  dp=0. האנרגיה החופשית של גיבס היא המשתנה התרמודינמי שיהיה במינימום במצב שיווי המשקל:
dG=-SdT+Vdp=0
דו קיום - שיווי משקל תרמודינמי בין שתי פאזות

מעקרונות האקסטרמום אנו מבינים כי בשיווי משקל תרמודינמי, עבור הפוטנציאל המתאים הנגזרת הראשונה מתאפסת. כלומר, בשיווי משקל תרמודינמי, המשתנים האינטנסיביים אחידים בכל המערכת.
נסתכל על מערכת בעת מעבר פאזה. למערכת כזו ישנו קו דו קיום, שבו חלקיקים עוברים בין פאזה אחת לשנייה. נסמן את מספר החלקיקים בפאזה הראשונה ב- N_{1} ואת מספר החלקיקים בפאזה השנייה ב- N_{2}. מספר החלקיקים הכולל  N=N_{1}+N_{2} הוא קבוע, ולכן לאורך קו הדו קיום:
dN=dN_{1}+dN_{2}=0\Rightarrow dN_{2}=-dN_{1}
כמו כן, על פי עקרון המינימום של האנרגיה החופשית של גיבס, בשיווי משקל תרמודינמי אנרגיית גיבס צריכה להיות מינימלית, בין היתר על קו הדו קיום:
dG=g_{1}dN_{1}+g_{2}dN_{2}=(g_{1}-g_{2})dN_{1}=0
כלומר, במצב דו קיום בשיווי משקל  g_{1}=g_{2}. מתנאי זה מפותחת משוואת קלאוזיוס קלפרון, המתארת את קו הדו קיום במערכת סגורה.
שיווי משקל תרמי

כאשר מערכת עוברת ממצב כללי למצב שיווי משקל תרמודינמי, מעבר של אנרגיה בין המערכת לסביבה אפשרית בצורת חום וכן בצורת עבודה.
אם נמקם שתי מערכות בצימוד תרמי, אנחנו למעשה מאפשרים מעבר אנרגיה בצורת חום בין שתי המערכות, ולא בצורת עבודה. באופן טבעי ובהתאם לחוק השני של התרמודינמיקה, חום יעבור בין שתי המערכות עד שיגיעו למצב שיווי המשקל המשותף. במצב זה שתי המערכות נמצאות בשיווי משקל תרמי.
כלומר, מעבר של המערכת המשותפת ממצב כללי למצב של שיווי משקל תרמי קורה באמצעות מעבר של אנרגיה בצורת חום בלבד כתוצאה מהצימוד התרמי.
מכאן נוכל להסיק כי אחד ההבדלים העיקריים בין שיווי משקל תרמודינמי לשיווי משקל תרמי הוא שהאחרון מתקבל כתוצאה ממעבר חום בלבד, בעוד שהראשון מתיר גם מעבר של עבודה.
מכיוון שיש מעבר חופשי של חום בין המערכות, שיווי משקל תרמי מאופיין גם הוא במקסימום של האנטרופיה. כתוצאה מכך מתקיים:
S=S_{1}(U_{1},V_{1})+S_{2}(U_{2},V_{2})\Rightarrow dS=\left({\frac {\partial S_{1}}{\partial U_{1}}}\right)_{V_{1}}dU_{1}+\left({\frac {\partial S_{2}}{\partial U_{2}}}\right)_{V_{2}}dU_{2}+\left({\frac {\partial S_{1}}{\partial V_{1}}}\right)_{U_{1}}dV_{1}+\left({\frac {\partial S_{2}}{\partial V_{2}}}\right)_{U_{2}}dV_{2}=0
האנרגיה והנפח של המערכת המורכבת משני הגופים קבועים בתהליך, לכן:  U_{1}+U_{2}=const ובנוסף  V_{1}+V_{2}=const. נציב זאת:
dS=\left[\left({\frac {\partial S_{1}}{\partial U_{1}}}\right)_{V_{1}}-\left({\frac {\partial S_{2}}{\partial U_{2}}}\right)_{V_{2}}\right]dU_{1}+\left[\left({\frac {\partial S_{1}}{\partial V_{1}}}\right)_{U_{1}}-\left({\frac {\partial S_{2}}{\partial V_{2}}}\right)_{U_{2}}\right]dV_{1}=0
dU_{1} ו- dV_{1} הם בלתי תלויים ולכן כל חלק במשוואה מתאפס בנפרד. לכן מתקיים:
\left({\frac {\partial S_{1}}{\partial U_{1}}}\right)_{V_{1}}-\left({\frac {\partial S_{2}}{\partial U_{2}}}\right)_{V_{2}}={\frac {1}{T_{1}}}-{\frac {1}{T_{2}}}=0
בנוסף, אם נאפשר מעבר נפח בין המערכות (למשל בצורת בוכנה),  dV_{1}\neq 0 ומתקיים:
\left({\frac {\partial S_{1}}{\partial V_{1}}}\right)_{U_{1}}-\left({\frac {\partial S_{2}}{\partial V_{2}}}\right)_{U_{2}}={\frac {P_{1}}{T_{1}}}-{\frac {P_{2}}{T_{2}}}=0
סך הכל קבלנו שבין שתי המערכות מתקיים  T_{1}=T_{2},p_{1}=p_{2}. כלומר, שתי מערכות בצימוד תרמי, שביניהן מעבר חופשי של חום ונפח, יגיעו לשיווי משקל תרמי כאשר הטמפרטורה והלחץ שלהן שווים.
הבדל נוסף נובע מהמאפיינים של שיווי המשקל התרמי. שתי מערכות מוגדרות בשיווי משקל תרמי כאשר אין מעבר חום ביניהן, או כאשר אין זרימת חום בין חלקיה השונים של מערכת (שיווי משקל תרמי פנימי). לעומת זאת, שיווי משקל תרמודינמי דורש בנוסף גם שיווי משקל מכני וכימי.
מערכות מחוץ לשיווי משקל

כאשר התנאים לשיווי משקל תרמודינמי לא מתקיימים, המערכת מוגדרת באי-שיווי משקל תרמודינמי. במצב אי-שיווי משקל, כאשר פועלים על המערכת כוחות שאינם מאוזנים, יכולות להתרחש תופעות כמו האצה, מערבולות, גלים ועוד. במצב זה, המאפיינים המאקרוסקופיים שלה, כמו טמפרטורה או לחץ, אינם הומוגניים בין חלקי המערכת.
בנוסף, אנרגיה וחומר יכולים לעבור בין מערכת באי-שיווי משקל לסביבה.
כתוצאה מכך, כאשר מערכת נמצאת מחוץ לשיווי משקל לא ניתן לתאר אותה לפי המשתנים התרמודינמיים בהגדרתם הקלאסית, המתייחסים למערכת כשלמה. תנודות של משתנים אלו ישפיעו על המערכת וישנו את מצבה כאשר היא אינה בשיווי משקל. תנודות קטנות יכולות אף להתעצם ולגרום לחשל.
שיווי משקל תרמודינמי של כוכבים

שיווי משקל תרמודינמי הוא מושג מרכזי באסטרופיזיקה, העוזר לפשט מודלים קוסמולוגיים.
ביקום מתקיימות באופן רציף אינטראקציות בין פוטונים לחלקיקי חומר בגז. כאשר הפוטונים והחומר בשיווי משקל סטטיסטי זה עם זה נצפה כי הם יקיימו את חוק פלאנק ויתוארו על פי סטטיסטיקת מקסוול-בולצמן. במצב כזה, נניח כי הגז מקיים שיווי משקל תרמודינמי. כאשר תנאי זה לא מתקיים, נניח כי ישנו שיווי משקל תרמודינמי מקומי בגז.
לעומת זאת, כאשר מדובר על כוכב כמערכת תרמודינמית, לא נוכל להניח שיווי משקל תרמודינמי גלובלי. סיבה אחת לכך היא שאנרגיה נפלטת מהכוכב, משמע הכוכב בהכרח לא נמצא בשיווי משקל תרמודינמי גלובלי. לכן, בביצוע מחקרים נהוג להניח שיווי משקל תרמודינמי מקומי.
ראו גם

מנוע קרנו
מכניקה סטטיסטית
פונקציית ריבוי
שיווי משקל כימי
שיווי משקל מכני
החוק השני של התרמודינמיקה
לקריאה נוספת

Gibbs, J. Willard (Josiah Willard)., On the equilibrium of heterogenous substances, Connecticut Academy of Arts and Sciences, 1874-1878
R. E. Samuelson, <0711:nlteic>2.0.co;2 Non-Local Thermodynamic Equilibrium in Cloudy Planetary Atmospheres, Journal of the Atmospheric Sciences 27, 1970 doi: 10.1175/1520-0469(1970)027<0711:nlteic>2.0.co;2
E. Wigner, On the Quantum Correction For Thermodynamic Equilibrium, Physical Review 40, 1932 doi: 10.1103/physrev.40.749
R. A. Akmaev, On the energetics of maximum-entropy temperature profiles, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 134, 2008 doi: 10.1002/qj.209
S. Prestipino, P. V. Giaquinta, The concavity of entropy and extremum principles in thermodynamics, Journal of Statistical Physics 111, 2003, עמ' 479–493 doi: 10.1023/A:1022233814184
אוורסט

| --- | --- |

פסגת האוורסט, צילום מפסגת קאלא פטר
 מידע כללי
 על שם:  ג'ורג' איוורסט 
 גובה:  8,848.86 מטר (ההר הגבוה בעולם)
 מדינה:  נפאל נפאל הרפובליקה העממית של סין הרפובליקה העממית של סין
 מיקום:  גבול נפאל–סין
 רכס הרים:  הימלאיה
 העפלה ראשונה:  29 במאי 1953, על ידי אדמונד הילרי וטנזינג נורגיי
 מסלול ההעפלה הקל:  הרכס הדרומי-מזרחי
 קואורדינטות:  27°59′17″N 86°55′31″E﻿ / ﻿27.98806°N 86.92528°E﻿ / 27.98806; 86.92528
  (למפת נפאל מוגדלת) קטמנדו לליטפור פוקהרה דהאנגדי נפאלגאנג' בוטוואל דהאראן בירגאנג' ג'נקפור הרפובליקה העממית של סין  הודואוורסט(למפת נפאל רגילה) קטמנדו לליטפור פוקהרה דהאנגדי נפאלגאנג' בוטוואל דהאראן בירגאנג' ג'נקפור הרפובליקה העממית של סין  הודואוורסט(למפת המחוז האוטונומי הטיבטי רגילה) להסה שיגאצה גיאנצה צ'ינגהאי שינג'יאנג הודו נפאל בהוטן הודו מיא. יו. ס.אוורסט(למפת המחוז האוטונומי הטיבטי מוגדלת) להסה שיגאצה גיאנצה צ'ינגהאי שינג'יאנג הודו נפאל בהוטן הודו מיא. יו. ס.אוורסט
 
תצלום אוויר של האוורסט מדרום
מפולת שלגים באוורסט
האֶווֶרֶסְט (בטיבטית: ཇོ་མོ་གླང་མ צ'וֹמוֹ לוּנְגְמַה, בנפאלית: सगरमाथा סאגרמטהה, בסינית: 珠穆朗玛 ז'ומולנגמא, באנגלית: Mount Everest) הוא ההר הגבוה בעולם (8,848.86 מטרים מעל פני הים), ומתנשא בחלקו המזרחי של רכס הרי ההימלאיה בגבול שבין נפאל לבין טיבט שבסין. רוב שטחו מצוי במחוז האוטונומי הטיבטי שבשליטת סין, וחלקו הדרומי שוכן בתחומי הפארק הלאומי סגרמאטהה שבנפאל.
משמעות שם ההר בטיבטית הוא "אלת אם העולם" ומשמעות השם הנפאלי הוא "ראש הרקיע". השם הנפוץ "אוורסט" הוא על שם המודד הבריטי סר ג'ורג' אוורסט (ההגייה הנכונה של שמו היא אִיוְרֶסְט, בניגוד לשם המקובל היום להר – אֶווֶרֶסְט), שהיה המודד הראשי של הודו והאחראי השני למיפוי הטריגונומטרי הגדול של הודו.
האוורסט הוא ההר הגבוה ביותר יחסית לגובה פני הים, אבל אם לוקחים בחשבון מדידת גובהו של הר גם מתחת לפני הים, הרי שההר מאונה קיאה שבהוואי עוקף את האוורסט, שכן גובהו המלא הוא 10,203 מטרים מעל קרקעית האוקיינוס השקט. בכך מאונה קיאה הוא למעשה ההר הגבוה ביותר בעולם לפי צורת מדידה זו.
מדידת האוורסט ומתן שמו

המיפוי שהתנהל בעזרת תאודוליטים גדולים החל מ-1802 מהקצה הדרומי של הודו לכיוון צפון, ונועד במקורו למדוד קשת לאורך המרידיאן ובכך לקבל מידע מדויק על עקמומיות כדור הארץ, הגיע אל מרגלות ההימאליה רק עם פרישתו של איוורסט וחזרתו לבריטניה. ממשיכו בתפקיד, אנדרו וו (Andrew Waugh), שנכנס לתפקיד ב-1843, החל למדוד מתוך צפון הודו את גובהם של ההרים ברכס ההימלאיה. את החישובים ביצע בכלכותה המתמטיקאי ההודי רד'נאת סידקאר שהיה "המחשב האנושי" של הפרויקט באותה עת. כבר ב-1847 גילו השניים כי רבות מהפסגות בהימלאיה גבוהות יותר מפסגות הרי האנדים, שעד אז היו הגבוהות ביותר שנמדדו, אולם וו לא פרסם את הממצאים, והחליט לבדוק קודם האם קיימות פסגות גבוהות יותר, שטרם נצפו ונמדדו, במקבץ הפסגות הרחוק יותר על גבול נפאל וטיבט. הפסגות נמדדו ממרחק של מאות קילומטרים, באותה שנה, ושוב ב-1849, ולאחר תהליכים של זיהוי הפסגות מהמקומות השונים שבהן נמדדו, והחישובים הטריגונומטריים של סידקאר, הגיעו (בשנת 1852) השניים למסקנה שהפסגה שלה הם קראו פסגה XV, היא הגבוהה ביותר, והיא כנראה הנקודה הגבוהה ביותר על פני כדור הארץ.
וו עדיין התמהמה בפרסום הממצאים, ורק ב-1856 דיווח על תוצאות המדידה, והודיע ש"פסגה XV" שבהימאליה הנפאלית גובהה הוא 29,002 רגל (8,840 מטר), ושזהו כפי הנראה ההר הגבוה ביותר בעולם. על פי סיפור שמידת מהימנותו אינה ברורה, הגובה אליו אנשי הצוות הגיעו ממיצוע המדידות היה 29,000 רגל, ושני רגל הוספו על מנת להימנע מיצירת רושם בציבור כאילו מדובר בערך מקורב.
מאוחר יותר הציע וו לקרוא לפסגה (שלטענתו, לא מצא שיש לה שם מקומי) על שם קודמו, שהיה עוד בין החיים באותה עת. איוורסט, שהקפיד כמודד הראשי של הודו להשתמש בשמות מקומיים, אם היו כאלה, השמיע התנגדות רפה למדי לכבוד שהוצע לו, ולמרות התנגדויות שנשמעו, החליטה החברה הגאוגרפית המלכותית הבריטית ב-1865, שנה לפני מותו של איוורסט, לקרוא להר על שמו. איוורסט עצמו, לא רק שלא היה על ההר, גם ככל הנראה מעולם לא צפה בו. ההתעלמות משמותיו המקומיים של ההר מעוררים כעס בטיבט, סין ונפאל ואף ישנם הדורשים להחזיר להר את שמו הטיבטי המקורי ולנטוש את השם אוורסט.
תנועה ציבורית, שמרכזה בהודו, דורשת לקרוא את ההר על שמו של סידקאר, שנטען שהיה הראשון שהבין שהמדובר בהר הגבוה בעולם.
גובהו המדויק של הר האוורסט שנוי במחלוקת. שיטות מדידה שונות, כמו גם שינויים איטיים בגובהו של ההר בשל טקטוניקת הלוחות, מובילות לתוצאות שונות במקצת. מיפוי הודי שנערך ב-1954, שהשתמש אף הוא בתאודוליטים שהוצבו ב-12 נקודות שונות מסביב להר, קבע את גובה האוורסט כ-8,848 מטר. המדידות השונות נתנו ערכים בפיזור של כ-5 מטר, והגובה נקבע כממוצע בלתי משוקלל שלהן. ערך זה הוא הגובה המוכר רשמית עד היום על ידי סין ונפאל. ב-5 במאי 1999 העפילה לפסגת ההר משלחת אמריקנית מטעם החברה הלאומית לגאוגרפיה (נשיונל ג'יאוגרפיק) ומוזיאון המדע של בוסטון, כשהיא מצוידת במכשיר GPS. המדידות שנעשו על ידי המשלחת קבעו שגובה ההר הוא 8,850 מטר. לעומת זאת, מדידות שנעשו ב-2005 על ידי משלחת סינית קבעו, כי גובהו של ההר הוא 8,844.43 מטר (עם דיוק מדידה של 21 סנטימטרים). בדצמבר 2020 הודיעו סין ונפאל במשותף, כי גובה ההר הוא 8,848.86 מטר. מעקב לאורך זמן בעזרת מכשיר GPS שהוצב באוכף הדרומי של ההר מצביע על תזוזות זעירות של ההר, אם כי לא ניכר שינוי מהותי בגובהו. כמו כן ניכרת תזוזה של כ-6 סנטימטרים לשנה לכיוון צפון-מזרח.
מבנה ההר וסביבתו

ההר הוא דמוי ארבעון המתנשא לגובה של כ-3,000 מטר מעל סביבתו. מורדות ההר מכוסות בקרחונים הממלאים תפקיד משמעותי בתהליך הסחיפה (ארוזיה) של ההר. סמוך למורדותיו משתרעים שלושה קרחוני ענק. קרחון קומבו בבסיס המורדות הדרום מערביים בעמק הנוצר בין מורדות האוורסט לרכס להוטסה – נופטסה, קרחון קנגשונג בבסיס המורדות הדרום המזרחיים, קרחון רונגבוק וקרחון ורונגבוק המזרחי בבסיס המורדות הצפוניים.
מצפון לפסגת ההר נימצאת פסגת צ'אנגטסה (7,543 מטר). השלוחה הדרומית שלו מתלכדת עם השלוחה המתפצלת לצפון משלוחת האוורסט הצפון מזרחית. האוכף הנוצר ביניהם מכונה "האוכף הצפוני".
מדרום לפסגת האוורסט נמצאת פסגת להוטסה (8,516 מטר). השלוחה הצפונית שלו מתלכדת עם השלוחה הדרומית של האוורסט. האוכף הנוצר ביניהם מכונה "האוכף הדרומי".
בחלק הסיני נמצאת שמורת הטבע הלאומית צ'ומולונגמה.
מבנה ההר וסביבתו > אזור המוות

מגובה 8,000 מטר רמת החמצן יורדת לרמה שלא מאפשרת לשמר חיים אנושיים לאורך זמן. ריכוז החמצן בגובה זה מגיע לכדי שליש מריכוזו בגובה פני הים. בנוסף, הלחץ האטמוספירי הנמוך גורם לתחושה של כבדות עבור המטפסים. לפיכך אין נוהגים להישאר יותר מ-48 שעות שם. שני תנאים אלו גורמים לתחושת תשישות קשה, בלבול, עצלות, ומעמסה על האיברים. זהו האזור המסוכן ביותר על ההר, ורבים ממקרי המוות קרו בו.
מסלולי טיפוס

פרק זה לוקה בחסר. אנא תרמו לוויקיפדיה ו. ייתכן שתמצאו פירוט בדף השיחה.
השפעת האדם על ההר

מאז סוף המאה ה-20 פזורים לאורך מסלולי הטיפוס לפסגה אביזרים, ציוד ופסולת שהשאירו המטפסים על ההר. ננקטו צעדים נגד התופעה, בסיוע ממשלת נפאל וקרן אדמונד הילרי.
מאז שהחלו הניסיונות להעפיל לפסגה, ההר גבה כ-300 קורבנות. בשל קשיי פינוי, סכנת מוות, ושיקולי תקציב, ישנן גופות מטפסים המושארות על ההר. ההתחממות הגלובלית הביאה למצב שחלק מהאזורים בדרך לפסגה מפשירים, מה שמוביל למציאת גופות.
בשנת 2020, בעקבות מגפת הקורונה, התמעטו המטפסים על ההר והדבר הביא לקיום מבצע ניקיון עליו.
ניסיונות ההעפלה הראשונים

משהתגלה כי הר האוורסט הוא הנקודה הגבוהה על פני כדור הארץ, איש לא העלה על הדעת את הרעיון של טיפוס עליו. מסורת של טיפוס הרים כאלה לא הייתה קיימת, ושתי המדינות בהן שוכן ההר – נפאל וטיבט, היו סגורות בפני מערביים. האיום הרוסי על ההגמוניה הבריטית באזור גרם לבריטים להתעניין באזור, למרות בדלנותן של נפאל וטיבט. בתחילה נשלחו הודים מטעמם לרגל ולמפות את האזור, ובהמשך גם אנשי צבא בריטים הסתננו לאזור. הרעיון לטיפוס על האוורסט הועלה לראשונה כנראה רק ב-1893, בשיחה שהתקיימה דווקא בקשמיר בין שניים מאנשי צבא אלה, פרנסיס יאנגהאסבנד (Younghusband) וצ'ארלס ברוס (Bruce).
טיבט החלה להיפתח לבריטים רק בעקבות פלישה ב-1904 של כוח בריטי בראשות יאנגהאסבנד שכבש את להסה בירתה, והפך את המדינה לארץ חסות בריטית. אולם התהפוכות הפוליטיות העבירו את השליטה תחילה לסין, ולבסוף לעצמאות טיבטית. ב-1913 ערך איש צבא אחר, ג'ורג' נואל, מסע חשאי אל מרגלות האוורסט מהכיוון הטיבטי, אולם לאחר שאזל המזון למשלחת, נחשפה זהותה והיא אולצה לחזור. מלחמת העולם הראשונה קטעה את העניין באוורסט, ורק ב-1919 הציג נואל את מסעו בפני החברה הגאוגרפית המלכותית, שלראשותה נבחר באותה עת יאנגהאסבנד. בעקבות כך החליטו הבריטים לנסות לכבוש את מה שכונה (אחרי כיבוש הקוטב הצפוני ב-1909 והקוטב הדרומי ב-1911) "הקוטב השלישי".
ב-1920 השיגו הבריטים אישור מטובטן גיאטסו, הדלאי לאמה, וב-1921 שלחו משלחת מחקר ששהתה באזור בין יוני לספטמבר כדי למצוא את הנתיב והעונה הטובים ביותר לניסיון העפלה מכיוון טיבט. הם עצמם הגיעו לשיא גובה של כ-7,000 מטר, על האוכף הצפוני.
בעקבות משלחת זו יצאה במאי 1922 משלחת ראשונה בראשותו של צ'ארלס ברוס במטרה להעפיל אל הפסגה. הם הקימו מחנה על האוכף הצפוני בגובה של 25,000 רגל (7,620 מטר) משם יצאו שלושה ניסיונות העפלה אל הפסגה, אך כולם נכשלו.