Unterschied zwischen statischem und dynamischem Gleichgewicht

Statisches vs dynamisches Gleichgewicht
 

Gleichgewicht ist ein Konzept, das in einer Vielzahl von Disziplinen verwendet wird, um ein Gleichgewicht zwischen zwei Gegenkräften in einem überlegten System auszudrücken.

In diesem Fall sind statisches Gleichgewicht und dynamisches Gleichgewicht zwei Zustände eines physikalischen Systems, in dem sich zwei oder mehr Eigenschaften im Gleichgewicht befinden. Diese Fälle werden speziell in der Mechanik und auch in der physikalischen Chemie untersucht.

Was ist statisches Gleichgewicht?

Als allgemeiner Sinn wird ein statisches Gleichgewicht als ein Zustand definiert, in dem sowohl die makroskopischen als auch die mikroskopischen Eigenschaften eines Systems mit der Zeit unverändert bleiben.

In der Mechanik kann ein System ohne resultierende Kraft in einem Gleichgewichtszustand berücksichtigt werden. Es reicht aus zu sagen, wenn,

• Die Vektorsumme aller externen Kräfte ist Null; ∑ → f_Ext = 0

• Die Summe der Momente aller externen Kräfte um jede Linie ist Null, ∑ → g_Ext = 0

Dann befindet sich das System im Gleichgewicht. Außerdem, wenn die Geschwindigkeit des Systems ebenfalls Null ist (i.e. → v = 0), dann befindet sich das System im statischen Gleichgewicht.

Betrachten Sie beispielsweise ein Objekt, das auf einem Tisch in einem Raum liegt. Die externen Kräfte auf dem Objekt oder die Gravitationsanziehung (ich.e. Gewicht), wird durch die Reaktion auf das Objekt durch die Tabelle kontert. Auch die Reaktion und das Gewicht befinden sich in derselben Linie, daher werden keine Momente produziert. Außerdem befindet sich der Tisch in einem Raum auf dem Boden und bewegt sich nicht. Daher können wir ableiten, dass sich das Buch im statischen Gleichgewicht befindet.

Was ist dynamisches Gleichgewicht?

Das dynamische Gleichgewicht kann allgemein als Zustand eines Systems definiert werden, in dem sich die makroskopischen Eigenschaften verändern, während sich die mikroskopischen Eigenschaften ändern.

In der Mechanik kann es spezifisch als Zustand eines Systems definiert werden, in dem sich das System im Gleichgewicht befindet, die Geschwindigkeit jedoch nicht Null ist (i.e. Das System bewegt sich in einer konstanten Geschwindigkeit). Deshalb,

• ∑ → f_Ext = 0

• ∑ → g_Ext = 0

• → v ≠ 0

Betrachten Sie erneut den Tisch und das Objekt, aber anstelle eines Raums wird er in eine Kabine eines Zuges gelegt.

Im Kontext der Thermodynamik, wenn die Temperatur eines Systems unverändert bleibt (i.e. Die Energie des Systems bleibt unverändert) während die Wärme und die Arbeitsübertragung auftreten. Die notwendige Bedingung ist, dass die Summe des Arbeitseingangs und der Wärmeeingang gleich der Summe der Arbeitsausgabe und der Wärmeausgabe sein muss.

In einem chemischen System tritt ein dynamisches Gleichgewicht auf. Die Konzentration der Reaktanten und Produkte bleiben unverändert, aber einige der Reaktanten werden in Produkte umgewandelt und Produkte werden in Reaktanten umgewandelt. Aber diese beiden gegensätzlichen Prozesse treten mit der gleichen Geschwindigkeit auf.

Betrachten Sie zum Beispiel das Nein₂ und n₂Ö₄ System. Wenn nein₂ Gas wird in einem Behälter komprimiert, das Druckerhöhung führt dazu, dass das System vorwärts verzerrt ist, und n₂Ö₄ wird erzeugt, um die Anzahl der Moleküle zu verringern und den Druck schließlich zu verringern. Aber an einem bestimmten Punkt scheint die Vorwärtsreaktion zu stoppen und die n₂Ö₄ Produktion scheint zu stoppen. Die Konzentrationen (oder Teildruck) des Systems bleiben unverändert. Aber auf der molekularen Ebene das Nein₂ wird in n konvertiert₂Ö₄ und umgekehrt.

Was ist der Unterschied zwischen statischem und dynamischem Gleichgewicht?

• Im statischen Gleichgewicht bleiben sowohl mikroskopische als auch makroskopische Eigenschaften unverändert, während sich die mikroskopischen Eigenschaften im dynamischen Gleichgewicht ändern, während die makroskopischen Eigenschaften unverändert bleiben.

• In der Mechanik kann ein System ohne unausgeglichene externe Kräfte und externe Momente als im Gleichgewicht angesehen werden. Wenn das System stationär ist, befindet es sich außerdem im statischen Gleichgewicht, und wenn Sie sich in einer konstanten Geschwindigkeit bewegen, befindet es sich im dynamischen Gleichgewicht, wenn es sich um eine konstante Geschwindigkeit bewegt.

• In einem thermodynamischen System, wenn die Temperatur konstant ist und der Wärme- und Massenübertragungseingang und -ausgang in gleichen Raten sind, ist das System in (dynamisches/ thermodynamisches) Gleichgewicht beteiligt.

• In einem chemischen System soll das System in dynamisch.