Különbség a statikus és a dinamikus egyensúly között

Statikus vs dinamikus egyensúly

Az egyensúly egy olyan fogalom, amelyet számos tudományágban használnak, hogy kifejezzék az egyensúlyt két ellentétes erő között egy megfontolt rendszerben.

Ebben az esetben a statikus egyensúly és a dinamikus egyensúly egy fizikai rendszer két olyan állapota, amelyben két vagy több tulajdonság egyensúlyban van. Ezeket az eseteket kifejezetten a mechanika és a fizikai kémia területén vizsgálják.

Mi az a statikus egyensúly?

Általános értelemben a statikus egyensúly olyan állapot, amelyben a rendszer makroszkopikus és mikroszkopikus tulajdonságai is változatlanok maradnak az idő múlásával.

A mechanikában egy olyan rendszert tekinthetünk egyensúlyi állapotnak, amelyre nem hat eredő erő. Elegendő azt mondani, hogy ha

• Az összes külső erő vektorösszege nulla; ∑ →F_EXT=0

• Az összes külső erő nyomatékának összege bármely egyenesre nulla, ∑ →G_EXT=0

akkor a rendszer egyensúlyban van. Ezenkívül, ha a rendszer sebessége is nulla (azaz →V=0), akkor a rendszer statikus egyensúlyban van.

Például vegyünk egy tárgyat, amely egy szobában hever az asztalon. A tárgyra ható külső erőket, vagy a gravitációs vonzást (azaz súlyt) a tárgyra ható reakció ellensúlyozza az asztal által. Ezenkívül a reakció és a súly ugyanazon a vonalon van, így nem keletkeznek pillanatok. Ezenkívül az asztal a földön van egy szobában, és nem mozdul. Ebből arra következtethetünk, hogy a könyv statikus egyensúlyban van.

Mi az a dinamikus egyensúly?

A dinamikus egyensúly általánosan úgy definiálható, mint egy rendszer olyan állapota, amelyben a makroszkopikus tulajdonságok változatlanok maradnak, miközben a mikroszkopikus tulajdonságok változnak.

A mechanikában kifejezetten úgy definiálható, mint egy rendszer állapota, amikor a rendszer egyensúlyban van, de a sebesség nem nulla (azaz a rendszer állandó sebességgel mozog). Ezért

• ∑→F_EXT=0

• ∑→G_EXT=0

• →V ≠ 0

Vegyük fontolóra az aszt alt és a tárgyat, de szoba helyett egy állandó sebességgel közlekedő vonat kabinjában van elhelyezve.

A termodinamika összefüggésében, ha egy rendszer hőmérséklete változatlan marad (azaz a rendszer energiája változatlan), miközben a hő és a munka átadása megtörténik. A szükséges feltétel, hogy a munkaráfordítás és a hőbevitel összege egyenlő legyen a munkateljesítmény és a hőteljesítmény összegével.

Egy kémiai rendszerben akkor jön létre dinamikus egyensúly, ha az előre és a visszafelé irányuló reakció azonos sebességgel megy végbe egy reverzibilis reakcióban. A reaktánsok és a termékek koncentrációja változatlan marad, de a reagensek egy része termékké, a termékek reagensekké alakulnak. De ez a két ellentétes folyamat ugyanolyan sebességgel megy végbe.

Vegyük például a NO₂ és N₂O₄ rendszert. Amikor NO₂ gázt sűrítenek össze egy tartályban, a nyomásnövekedés hatására a rendszer előretolódik, és N₂O A 4 _{a molekulák számának csökkentésére és végül a nyomás csökkentésére készül. De egy bizonyos ponton az előre irányuló reakció megállni látszik, és az N}2_O4 _{gyártás leállni látszik. A rendszer koncentrációi (vagy parciális nyomása) változatlanok maradnak. De molekuláris szinten a NO}2 _N2_O4_{-ra alakul át 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 egyensúlyban a mikroszkopikus tulajdonságok változnak, míg a makroszkopikus tulajdonságok változatlanok maradnak.

• A mechanikában egyensúlyban lévőnek tekinthető az a rendszer, amelynél nincsenek kiegyensúlyozatlan külső erők és külső nyomatékok. Ezenkívül, ha a rendszer álló helyzetben van, akkor statikus egyensúlyban van, és ha állandó sebességgel mozog, akkor dinamikus egyensúlyban van.

• Egy termodinamikai rendszerben, ha a hőmérséklet állandó, és a hő- és tömegátadás bemeneti és kimeneti sebessége egyenlő, akkor a rendszer (dinamikus/termodinamikai) egyensúlyban van.

• Egy kémiai rendszerben, ha az előre- és a visszafelé irányuló reakció sebessége azonos, a rendszer dinamikus egyensúlyban van.