Разница между статическим и динамическим равновесием

Статическое против динамического равновесия
 

Равновесие - это концепция, используемая в различных дисциплинах для выражения баланса между двумя противоборствующими силами в рассматриваемой системе..

В этом случае статическое равновесие и динамическое равновесие являются двумя состояниями физической системы, в которой два или более свойств находятся в равновесии. Эти случаи специально исследованы в механике, а также в физической химии.

Что такое статическое равновесие?

В общем смысле, статическое равновесие определяется как состояние, в котором как макроскопические, так и микроскопические свойства системы остаются неизменными во времени..

В механике система без результирующей силы, действующей на нее, может рассматриваться в равновесном состоянии. Достаточно сказать, что если,

• векторная сумма всех внешних сил равна нулю; ∑ → F_EXT = 0

• Сумма моментов всех внешних сил вокруг любой линии равна нулю, ∑ → G_EXT = 0

тогда система находится в равновесии. Кроме того, если скорость системы также равна нулю (т.е.. → V = 0), то система находится в статическом равновесии.

Например, рассмотрим объект, лежащий на столе внутри комнаты. Внешние силы на объект, или гравитационное притяжение (то есть вес), нейтрализуются реакцией на объект со стороны стола. Кроме того, реакция и вес находятся на одной линии, поэтому никаких моментов не производится. Также стол лежит на земле в комнате и не двигается. Следовательно, мы можем сделать вывод, что книга находится в статическом равновесии..

Что такое динамическое равновесие?

Динамическое равновесие может быть определено в общем виде как состояние системы, в которой макроскопические свойства остаются неизменными, в то время как микроскопические свойства изменяются..

В механике это может быть конкретно определено как состояние системы, где система находится в равновесии, но скорость не равна нулю (т.е. система движется с постоянной скоростью). Следовательно,

• Σ → F_EXT знак равно 0

• Σ → G_EXT = 0

• → V ≠ 0

Снова рассмотрите стол и объект, но вместо комнаты он находится внутри кабины поезда, движущегося с постоянной скоростью..

В контексте термодинамики, если температура системы остается неизменной (то есть энергия системы неизменна), пока происходят тепло и передача работы. Необходимым условием является то, что сумма трудозатрат и подводимой теплоты должна быть равна сумме выходной и тепловой мощности..

В химической системе динамическое равновесие происходит, когда прямая реакция и обратная реакция происходят с одинаковой скоростью в обратимой реакции. Концентрация реагентов и продуктов остается неизменной, но все же некоторые реагенты превращаются в продукты, а продукты превращаются в реагенты. Но эти два противоположных процесса происходят с одинаковой скоростью.

Например, рассмотрим НЕТ₂ и н₂О₄ система. Когда НЕТ₂ газ сжимается в контейнере, при увеличении давления система смещается вперед, и N₂О₄ производится для уменьшения количества молекул и, в конечном итоге, для снижения давления. Но в определенный момент, прямая реакция, кажется, остановится и N₂О₄ кажется, производство остановлено. Концентрации (или парциальное давление) системы остаются неизменными. Но на молекулярном уровне НЕТ₂ преобразуется в N₂О₄ и наоборот.

В чем разница между статическим и динамическим равновесием?

• В статическом равновесии микроскопические и макроскопические свойства остаются неизменными, тогда как в динамическом равновесии микроскопические свойства изменяются, в то время как макроскопические свойства остаются неизменными..

• В механике система без несбалансированных внешних сил и внешних моментов может рассматриваться как находящаяся в равновесии. Кроме того, если система неподвижна, она находится в статическом равновесии, а если движется с постоянной скоростью, она находится в динамическом равновесии..

• В термодинамической системе, если температура постоянна, а вход и выход тепломассопереноса равны, система находится в (динамическом / термодинамическом) равновесии..

• В химической системе, если скорость прямой реакции и обратной реакции одинакова, говорят, что система находится в динамическом равновесии.