Különbség a statikus és a dinamikus egyensúly között: statikus vs dinamikus egyensúly
Statikus vs. dinamikus egyensúly
Az egyensúly az a fogalom, amelyet különböző tudományágakban használnak, hogy egyensúlyt fejtsen ki egy két rendszerben lévő két ellenfél között.
Ebben az esetben a statikus egyensúly és a dinamikai egyensúly a fizikai rendszer két állapota, ahol két vagy több tulajdonság van egyensúlyban. Ezeket az eseteket kifejezetten a mechanikában és a fizikai kémiában is vizsgálják.
Mi a statikus egyensúly?
Általános értelemben a statikus egyensúly olyan állapot, amelyben mind a rendszer makroszkopikus, mind mikroszkopikus tulajdonságai változatlanok maradnak az idővel.
A mechanikában egy olyan rendszert, amelynek hatására nincs hatása, egyensúlyi állapotban mérlegelhető. Elég, ha azt mondjuk, hogy ha, • Az összes külső erő vektorösszege nulla; Σ → F EXT = 0
• Az összes külső erő bármely pillanatnyi momentumának összege nulla, Σ → G EXT = 0
akkor a rendszer egyensúlyban van. Továbbá, ha a rendszer sebessége is nulla (azaz → V = 0), akkor a rendszer statikus egyensúlyban van.
Pl. Tekintse meg egy tárgyat, amely egy helyiségben lévő asztalon fekszik. Az objektumon lévő külső erőket vagy a gravitációs húzást (vagyis a súlyt) ellentétesnek tekinti a tárgy által a táblázat által végrehajtott reakció. Továbbá a reakció és a tömeg ugyanazon a vonalon van, így nincs pillanat. Továbbá az asztal a helyiségben van, és nem mozog. Ezért arra következtethetünk, hogy a könyv statikus egyensúlyban van.
Mi a Dinamikus egyensúly?
A dinamikus egyensúly generikusan olyan rendszerállapotként definiálható, ahol a makroszkópos tulajdonságok változatlanok maradnak miközben a mikroszkopikus tulajdonságok megváltoznak.
A mechanikában kifejezetten olyan rendszerállapotként definiálható, ahol a rendszer egyensúlyban van, de a sebesség nem nulla (azaz a rendszer állandó sebességgel mozog). Ezért a
• Σ → F EXT = 0
• Σ → G EXT = 0 < → V ≠ 0
Tekintse meg újra a táblát és az objektumot, de ahelyett, hogy egy szobát helyezne el, egy állandó sebességgel mozgó vonat kabinjában helyezkedik el. A termodinamika összefüggésében, ha a rendszer hőmérséklete változatlan marad (azaz a rendszer energiája változatlan marad), míg a hő és a munkaátadás előfordul. A szükséges feltétel az, hogy a munkabevitel és a hőbevitel összege megegyezzen a munkatermék és a hőteljesítmény összegével.
Egy kémiai rendszerben dinamikus egyensúly akkor következik be, amikor az előrehaladás és az elmaradt reakció ugyanolyan mértékben fordul elő reverzibilis reakcióban. A reaktánsok és a termékek koncentrációja változatlan marad, de mégis a reaktánsok egy része termékké alakul át és a termékek reaktánsokká alakulnak. De ezek a két ellentétes folyamat ugyanolyan arányban fordul elő.
Például vegye figyelembe a NO
2
és N 2 O 4 rendszert. Ha egy NO 2 gázt egy tartályban összenyomunk, a nyomás növekedése a rendszert előretolva előreáramlik, és N 2 O 4 a molekulák számát és végül a nyomás csökkentését. De egy bizonyos ponton úgy tűnik, hogy az előrejelzés leáll, és az N 2 O 4 termelés úgy tűnik, hogy leáll. A rendszer koncentrációi (vagy részleges nyomása) változatlanok maradnak. De a molekulaszintben a NO 2 N 2 O 4 -ra átváltódik és fordítva. Mi a különbség a statikus és a dinamikus egyensúly között? • Statikus egyensúlyban mind a mikroszkopikus, mind a makroszkopikus tulajdonságok változatlanok maradnak, míg dinamikus egyensúly esetén a mikroszkopikus tulajdonságok megváltoznak, miközben a makroszkopikus tulajdonságok változatlanok maradnak.
• A mechanikában egyensúly nélküli külső erők és külső pillanatok nélküli rendszereket lehet mérlegelni. Ezen túlmenően, ha a rendszer álló helyzetben van, akkor statikus egyensúlyban van, és ha állandó sebességgel mozog, dinamikus egyensúlyban van.
• Termodinamikai rendszerben, ha a hőmérséklet állandó, és a hő- és tömegátadás bemenete és kimenete egyenlő, akkor a rendszer dinamikus / termodinamikai egyensúlyban van.
• Egy kémiai rendszerben, ha az előremenet és az elmaradott reakció sebessége megegyezik, akkor a rendszer dinamikus egyensúlyban van.
