ההבדל בין שיווי משקל סטטי לדינמי: שיווי משקל סטטי לעומת דינמי

שיווי משקל סטטי לעומת דינמי

שיווי המשקל הוא מושג המשמש במגוון דיסציפלינות, כדי לבטא איזון בין שני כוחות מנוגדים במערכת נחשבת.

במקרה זה, שיווי משקל סטטי שיווי משקל דינמי הם שני מצבים של מערכת פיזית שבה שני מאפיינים או יותר נמצאים במאזן. מקרים אלה נחקרו במיוחד במכניקה, וגם בכימיה פיסיקלית.

-> ->

מהו שיווי משקל סטטי?

כמשמעות גנרית, שיווי משקל סטטי מוגדר כמדינה שבה המאפיינים המאקרוסקופיים והמיקרוסקופיים של המערכת נשארים ללא שינוי עם הזמן.

במכניקה, מערכת ללא כוח מתמשך הפועל על זה יכול להיחשב במצב שיווי משקל. די אם נאמר, שאם סכום הווקטור של כל הכוחות החיצוניים הוא אפס; Σ → F

EXT _{= 0} - <->

• סכום הרגעים של כל הכוחות החיצוניים על כל קו הוא אפס, Σ → G

EXT ₌ אזי המערכת נמצאת בשיווי משקל. בנוסף, אם מהירות המערכת היא גם אפס (i

→ V = 0), אזי המערכת נמצאת בשיווי משקל סטטי. לדוגמה, שקול אובייקט שוכב על שולחן בתוך החדר. הכוחות החיצוניים על האובייקט, או כוח המשיכה (כלומר משקל), מנוגדת על ידי התגובה על האובייקט על ידי הטבלה. כמו כן, התגובה והמשקל הם על אותו קו, ולכן אין רגעים מיוצרים. כמו כן, השולחן נמצא על הקרקע בחדר, ולא זז. לכן, אנו יכולים להסיק כי הספר הוא שיווי משקל סטטי.

-> ->

מהו שיווי משקל דינמי?

שיווי משקל דינמי יכול להיות מוגדר באופן כללי כמדינה של מערכת שבה המאקרוסקופיים נכסים נשארים ללא שינוי בעוד תכונות מיקרוסקופיות משתנים.

במכניקה, ניתן להגדיר אותה באופן ספציפי כמדינה של מערכת שבה המערכת נמצאת בשיווי משקל, אך המהירות אינה אפס (.א המערכת נעה במהירות קבועה). לכן, Σ → F

EXT = ₀ • Σ → G

EXT = _• → V ≠ 0

שוב שקול את השולחן ואת האובייקט, אבל במקום חדר, הוא ממוקם בתוך התא של רכבת נע במהירות קבועה. בהקשר של התרמודינמיקה, אם הטמפרטורה של המערכת נותרת ללא שינוי (i) האנרגיה של המערכת היא ללא שינוי) בזמן החום והעברת העבודה מתרחשים. התנאי הדרוש הוא שסכום קלט העבודה וקלט החום חייב להיות שווה לסכום תפוקת העבודה ותפוקת החום.

במערכת כימית, שיווי משקל דינמי מתרחש כאשר התגובה קדימה התגובה לאחור לאחור מתרחשים באותו שיעור בתגובה הפיך. ריכוז המגיבים והמוצרים נותר ללא שינוי, אך עדיין חלק מהמגיבים מומרים למוצרים ומוצרים מומרים למגיבים. אבל שני תהליכים מנוגדים אלה מתרחשים באותו קצב.

לדוגמה, שקול את ה- NO

2

ו- N ₂ O ₄ . כאשר NO> 2 _{גז דחוס במיכל, התוספת בלחץ גורמת למערכת להיות מוטה קדימה, ו- N} 2 _O 4 _{מיוצר כדי להפחית את מספר המולקולות ובסופו של דבר להפחית את הלחץ. אבל בשלב מסוים, את התגובה קדימה נראה לעצור את הייצור נראה לעצור את הייצור של N / A> >>} . הריכוזים (או לחץ חלקי) של המערכת נשארים ללא שינוי. אבל ברמה המולקולרית NO ₂ מומר ל- N ₂ O ₄ ולהיפך. _{מה ההבדל בין שיווי משקל סטטי לדינמי? תכונות שינויי מיקרוסקופיים ומאקרוסקופיים נותרו ללא שינוי, בעוד שבשיווי משקל דינמי, המאפיינים המיקרוסקופיים משתנים בעוד המאפיינים המאקרוסקופיים נשארים ללא שינוי.} במכניקה, מערכת ללא כוחות חיצוניים לא מאוזנים ורגעי חוץ יכולה להיחשב כשיווי משקל. בנוסף, אם המערכת נייחת, היא נמצאת בשיווי משקל סטטי, ואם היא נעה במהירות קבועה, היא נמצאת בשיווי משקל דינמי. _{• במערכת תרמודינמית, אם הטמפרטורה קבועה, החום וההעברה של העברת המסה והפלט הם בשיעורים שווים, המערכת נמצאת בשיווי משקל דינמי / תרמודינמי. במערכת כימית, אם קצב התגובה הקדמית והתגובה לאחור הם זהים, המערכת אמורה להיות שיווי משקל דינמי.}