Skirtumas tarp statinės ir dinaminės pusiausvyros

Statinė ir dinaminė pusiausvyra
 

Pusiausvyra yra sąvoka, naudojama įvairiose disciplinose, norint išreikšti pusiausvyrą tarp dviejų priešingų jėgų nagrinėjamoje sistemoje..

Šiuo atveju statinė pusiausvyra ir dinaminė pusiausvyra yra dvi fizinės sistemos būsenos, kai dvi ar daugiau savybių yra pusiausvyroje. Šie atvejai yra specialiai tiriami mechanikoje, taip pat fizinėje chemijoje.

Kas yra statinė pusiausvyra?

Statinė pusiausvyra paprastai apibūdinama kaip būsena, kurioje tiek makroskopinės, tiek mikroskopinės sistemos savybės laikui bėgant nesikeičia..

Mechanikoje sistemą, kurioje nėra jokios jėgą veikiančios jėgos, galima laikyti pusiausvyros būsenoje. Pakanka pasakyti, kad jei,

• Visų išorinių jėgų vektorinė suma lygi nuliui; ∑ → F_EXT = 0

• Visų išorinių jėgų momentų suma apie bet kurią liniją yra lygi nuliui, ∑ → G_EXT = 0

tada sistema yra pusiausvyroje. Be to, jei sistemos greitis taip pat yra lygus nuliui (t. → V = 0), tada sistema yra statinėje pusiausvyroje.

Pavyzdžiui, apsvarstykite daiktą, gulintį ant stalo kambaryje. Objekto išorinės jėgos, arba gravitacinis traukimas (t. Y. Svoris), atsveriamos reaguojant į objektą prie stalo. Taip pat reakcija ir svoris yra toje pačioje linijoje, todėl momentai negaminami. Taip pat stalas yra ant žemės kambaryje, ir nejuda. Todėl galime daryti išvadą, kad knyga yra statiškoje pusiausvyroje.

Kas yra dinaminė pusiausvyra?

Dinaminę pusiausvyrą galima apibendrinti kaip sistemos būseną, kai makroskopinės savybės nesikeičia, o mikroskopinės savybės keičiasi..

Mechanikoje tai gali būti konkrečiai apibrėžta kaip sistemos būsena, kai sistema yra pusiausvyroje, tačiau greitis nėra lygus nuliui (t. Y. Sistema juda pastoviu greičiu). Todėl,

• ∑ → F_EXT = 0

• ∑ → G_EXT = 0

• → V ≠ 0

Dar kartą apsvarstykite stalą ir daiktą, tačiau vietoj kambario jis įdedamas į traukinio kabiną, judančią pastoviu greičiu.

Termodinamikos kontekste, jei sistemos temperatūra nesikeičia (t. Y. Sistemos energija nesikeičia), kol vyksta šiluma ir darbas. Būtina sąlyga yra tai, kad darbo sąnaudų ir šilumos sąnaudų suma turi būti lygi darbo išeigos ir šilumos išeigos sumai..

Cheminėje sistemoje dinaminė pusiausvyra atsiranda tada, kai grįžtamoji ir atgalinė reakcijos vyksta tuo pačiu greičiu, kai vyksta grįžtamoji reakcija. Reagentų ir produktų koncentracija išlieka nepakitusi, tačiau dalis reagentų virsta produktais, o produktai - reagentais. Bet šie du priešingi procesai vyksta tuo pačiu greičiu.

Pavyzdžiui, apsvarstykite NE₂ ir N₂O₄ sistema. Kai NE₂ dujos suspaudžiamos inde, dėl padidėjusio slėgio sistema pasislenka į priekį ir N₂O₄ yra gaminamas siekiant sumažinti molekulių skaičių ir galiausiai sumažinti slėgį. Bet tam tikru momentu priekinė reakcija tarsi sustoja ir N₂O₄ Panašu, kad gamyba sustos. Sistemos koncentracijos (arba dalinis slėgis) nesikeičia. Bet molekuliniame lygmenyje NO₂ yra paverčiamas į N₂O₄ ir atvirkščiai.

Kuo skiriasi statinė ir dinaminė pusiausvyra?

• Statinėje pusiausvyroje tiek mikroskopinės, tiek makroskopinės savybės nesikeičia, tuo tarpu dinaminėje pusiausvyroje mikroskopinės savybės keičiasi, o makroskopinės savybės nesikeičia..

• Mechanikoje sistema, kurioje nėra nesubalansuotų išorinių jėgų ir išorinių momentų, gali būti laikoma pusiausvyroje. Be to, jei sistema nejudanti, ji yra statinėje pusiausvyroje, o jei judama pastoviu greičiu, ji yra dinaminėje pusiausvyroje..

• Termodinaminėje sistemoje, jei temperatūra yra pastovi, o šilumos ir masės perdavimo įvestis ir išėjimas yra vienodi, sistema yra (dinaminėje / termodinaminėje) pusiausvyroje..

• Cheminėje sistemoje, jei priekinės ir atgalinės reakcijos greitis yra tas pats, sakoma, kad sistema yra dinaminėje pusiausvyroje..