Statiese vs Dinamiese Ewewig
Ewewig is 'n konsep wat in 'n verskeidenheid dissiplines gebruik word, om 'n balans tussen twee opponerende kragte in 'n oorwoë stelsel uit te druk.
In hierdie geval is statiese ekwilibrium en dinamiese ewewig twee toestande van 'n fisiese sisteem waar twee of meer eienskappe in balans is. Hierdie gevalle word spesifiek in meganika, en ook in fisiese chemie ondersoek.
Wat is statiese ewewig?
As 'n generiese sin word statiese ewewig gedefinieer as 'n toestand waarin beide die makroskopiese en mikroskopiese eienskappe van 'n sisteem onveranderd bly met tyd.
In meganika kan 'n stelsel met geen resulterende krag wat daarop inwerk nie, in 'n ewewigstoestand beskou word. Dit is voldoende om te sê dat as, • Die vektorsom van alle eksterne kragte is nul; ∑ →FEXT=0
• Die som van die momente van alle eksterne kragte rondom enige lyn is nul, ∑ →GEXT=0
dan is die stelsel in ewewig. Verder, as die snelheid van die stelsel ook nul is (d.w.s. →V=0), dan is die stelsel in statiese ewewig.
Beskou byvoorbeeld 'n voorwerp wat op 'n tafel in 'n kamer lê. Die eksterne kragte op die voorwerp, of die gravitasietrek (d.w.s. Gewig), word teëgewerk deur die reaksie op die voorwerp deur die tafel. Die reaksie en gewig is ook op dieselfde lyn, dus word geen oomblikke geproduseer nie. Die tafel is ook op die grond in 'n kamer, en beweeg nie. Daarom kan ons aflei dat die boek in statiese ewewig is.
Wat is dinamiese ewewig?
Die dinamiese ewewig kan generies gedefinieer word as 'n toestand van 'n sisteem waar die makroskopiese eienskappe onveranderd bly terwyl die mikroskopiese eienskappe verander.
In meganika kan dit spesifiek gedefinieer word as 'n toestand van 'n stelsel waar die stelsel in ewewig is, maar die snelheid nie nul is nie (m.a.w. die stelsel beweeg teen 'n konstante snelheid). Daarom
• ∑→FEXT=0
• ∑→GEXT=0
• →V ≠ 0
Beskou weer die tafel en die voorwerp, maar in plaas van 'n kamer, word dit in 'n kajuit van 'n trein geplaas wat teen 'n konstante snelheid beweeg.
In die konteks van termodinamika, as die temperatuur van 'n stelsel onveranderd bly (m.a.w. die energie van die stelsel is onveranderd) terwyl die hitte en die werkoordrag plaasvind. Die nodige voorwaarde is dat die som van die werkinset en die hitte-insette gelyk moet wees aan die som van die werksuitset en die hitte-uitset.
In 'n chemiese sisteem vind dinamiese ewewig plaas wanneer die voorwaartse reaksie en die terugwaartse reaksie teen dieselfde tempo in 'n omkeerbare reaksie plaasvind. Die konsentrasie van die reaktante en die produkte bly onveranderd, maar steeds word van die reaktante in produkte omgeskakel en produkte word in reaktante omgeskakel. Maar hierdie twee opponerende prosesse vind in dieselfde tempo plaas.
Beskou byvoorbeeld die NO2 en N2O4-stelsel. Wanneer NO2 gas in 'n houer saamgepers word, veroorsaak die toename in die druk dat die stelsel vorentoe gespan word, en N2O 4 word geproduseer om die aantal molekules te verminder en uiteindelik die druk te verminder. Maar op 'n sekere punt lyk dit of die voorwaartse reaksie stop en dit lyk of die N2O4 produksie stop. Die konsentrasies (of gedeeltelike druk) van die sisteem bly onveranderd. Maar op die molekulêre vlak word die NO2 omgeskakel na N2O4 en omgekeerd.
Wat is die verskil tussen Statiese en Dinamiese Ekwilibrium?
• In statiese ewewig bly beide mikroskopiese en makroskopiese eienskappe onveranderd terwyl, in dinamiese ewewig, die mikroskopiese eienskappe verander terwyl die makroskopiese eienskappe onveranderd bly.
• In meganika kan 'n stelsel met geen ongebalanseerde eksterne kragte en eksterne momente as in ewewig beskou word nie. Verder, as die stelsel stilstaan, is dit in statiese ewewig, en as dit teen 'n konstante snelheid beweeg, is dit in dinamiese ewewig.
• In 'n termodinamiese stelsel, as die temperatuur konstant is en die hitte- en massa-oordrag-insette en -uitset teen gelyke tempo's is, is die stelsel in (dinamiese/ termodinamiese) ewewig.
• In 'n chemiese stelsel, as die tempo van die voorwaartse reaksie en die terugwaartse reaksie dieselfde is, word gesê dat die stelsel in dinamiese ewewig is.
