Razlika između statičke i dinamičke ravnoteže

Statička vs dinamička ravnoteža
 

Ravnoteža je koncept koji se koristi u raznim disciplinama, radi izražavanja ravnoteže između dviju suprotstavljenih sila u razmatranom sustavu.

U ovom slučaju, statička ravnoteža i dinamička ravnoteža su dva stanja fizičkog sustava u kojima su dva ili više svojstava u ravnoteži. Ti se slučajevi posebno istražuju u mehanici, ali i fizikalnoj kemiji.

Što je statička ravnoteža?

Kao općenito smislu, statička ravnoteža je definirana kao stanje u kojem i makroskopska i mikroskopska svojstva sustava ostaju nepromijenjena s vremenom.

U mehanici, sustav bez rezultirajuće sile koja djeluje na njega može se smatrati u ravnotežnom stanju. Dovoljno je reći da ako,

• Vektorski zbroj svih vanjskih sila je nula; ∑ → F_EXT = 0

• Zbroj momenata svih vanjskih sila na bilo kojoj liniji je nula, ∑ → G_EXT = 0

tada je sustav u ravnoteži. Uz to, ako je brzina sustava također nula (tj. → V = 0), tada je sustav u statičkoj ravnoteži.

Na primjer, uzmite u obzir da predmet leži na stolu u sobi. Vanjske sile na objekt, ili gravitacijsko povlačenje (tj. Težina), tablica se suprotstavlja reakcijom na objekt. Također, reakcija i težina su u istoj liniji, tako da se ne stvaraju trenuci. Također, stol je na zemlji u sobi, a ne kreće se. Stoga možemo zaključiti da je knjiga u statičkoj ravnoteži.

Što je dinamička ravnoteža?

Dinamička ravnoteža može se generički definirati kao stanje sustava u kojem makroskopska svojstva ostaju nepromijenjena dok se mikroskopska svojstva mijenjaju.

U mehanici se može posebno definirati kao stanje sustava u kojem je sustav u ravnoteži, ali brzina nije jednaka nuli (tj. Sustav se kreće konstantnom brzinom). Stoga,

• Σ → F_EXT = 0

• Σ → G_EXT = 0

• → V ≠ 0

Opet razmotrite tablicu i predmet, ali umjesto prostorije, postavljen je unutar kabine vlaka koji se kreće konstantnom brzinom.

U kontekstu termodinamike, ako temperatura sustava ostane nepromijenjena (tj. Energija sustava je nepromijenjena), dok se događaju toplina i rad. Nužni uvjet je da zbroj radnog ulaza i unosa topline mora biti jednak zbroju radnog izlaza i toplinske snage.

U kemijskom sustavu dinamička ravnoteža nastaje kada se reakcija naprijed i povratna reakcija događaju jednakom brzinom u reverzibilnoj reakciji. Koncentracija reaktanata i produkata ostaje nepromijenjena, ali još uvijek se neki reaktanti pretvaraju u proizvode, a proizvodi se pretvaraju u reaktante. Ali ova dva suprotstavljena procesa odvijaju se istom brzinom.

Na primjer, uzmite u obzir NE₂ i N₂O₄ sustav. Kad NE₂ plin se komprimira u spremniku, porast tlaka uzrokuje pristranost sustava naprijed, i N₂O₄ proizvodi se da smanji broj molekula i na kraju smanji tlak. No, u određenom trenutku čini se da reakcija naprijed prestaje i N₂O₄ čini se da proizvodnja prestaje. Koncentracije (ili djelomični tlak) sustava ostaju nepromijenjene. Ali na molekularnoj razini NE₂ pretvara se u N₂O₄ i obrnuto.

Koja je razlika između statičke i dinamičke ravnoteže?

• U statičkoj ravnoteži i mikroskopska i makroskopska svojstva ostaju nepromijenjena dok se u dinamičkoj ravnoteži mikroskopska svojstva mijenjaju dok makroskopska svojstva ostaju nepromijenjena.

• U mehanici se može smatrati da je sustav bez neuravnoteženih vanjskih sila i vanjskih trenutaka u ravnoteži. Uz to, ako je sustav nepomičan, nalazi se u statičkoj ravnoteži, a ako se kreće konstantnom brzinom, nalazi se u dinamičkoj ravnoteži.

• U termodinamičkom sustavu, ako je temperatura konstantna, a ulaz i izlaz prijenosa topline i mase su jednaki, sustav je u (dinamičkoj / termodinamičkoj) ravnoteži.

• U kemijskom sustavu, ako su brzina reakcije prema naprijed i povratne reakcije jednake, kaže se da je sustav u dinamičkoj ravnoteži.