Static vs Dynamic Equilibrium
Ang Equilibrium ay isang konseptong ginagamit sa iba't ibang disiplina, upang ipahayag ang balanse sa pagitan ng dalawang magkasalungat na puwersa sa isang itinuturing na sistema.
Sa kasong ito, ang static equilibrium at dynamic na equilibrium ay dalawang estado ng isang pisikal na sistema kung saan dalawa o higit pang mga katangian ang nasa balanse. Ang mga kasong ito ay partikular na iniimbestigahan sa mechanics, at gayundin sa physical chemistry.
Ano ang Static Equilibrium?
Bilang generic na kahulugan, ang static equilibrium ay tinukoy bilang isang estado kung saan ang mga macroscopic at microscopic na katangian ng isang system ay nananatiling hindi nagbabago sa paglipas ng panahon.
Sa mechanics, ang isang sistema na walang resultang puwersa na kumikilos dito ay maaaring isaalang-alang sa isang equilibrium na estado. Sapat na sabihin na kung, • Ang kabuuan ng vector ng lahat ng panlabas na puwersa ay zero; ∑ →FEXT=0
• Ang kabuuan ng mga sandali ng lahat ng panlabas na puwersa tungkol sa anumang linya ay zero, ∑ →GEXT=0
pagkatapos ang sistema ay nasa equilibrium. Bukod pa rito, kung ang velocity ng system ay zero din (i.e. →V=0), kung gayon ang system ay nasa static equilibrium.
Halimbawa, isaalang-alang ang isang bagay na nakalatag sa mesa sa loob ng silid. Ang mga panlabas na puwersa sa bagay, o ang gravitational pull (i.e. Timbang), ay sinasalungat ng reaksyon sa bagay sa pamamagitan ng talahanayan. Gayundin, ang reaksyon at bigat ay nasa parehong linya, kaya walang mga sandali na ginawa. Gayundin, ang mesa ay nasa lupa sa isang silid, at hindi gumagalaw. Samakatuwid, maaari nating mahihinuha na ang aklat ay nasa static na equilibrium.
Ano ang Dynamic Equilibrium?
Ang dynamic na equilibrium ay maaaring pangkalahatang tukuyin bilang isang estado ng isang system kung saan ang mga macroscopic na katangian ay nananatiling hindi nagbabago habang ang mga microscopic na katangian ay nagbabago.
Sa mechanics, maaari itong partikular na tukuyin bilang isang estado ng isang system kung saan ang system ay nasa equilibrium, ngunit ang bilis ay hindi zero (ibig sabihin, ang system ay gumagalaw sa isang pare-parehong bilis). Samakatuwid, • ∑→FEXT=0
• ∑→GEXT=0
• →V ≠ 0
Muling isaalang-alang ang mesa at ang bagay, ngunit sa halip na isang silid, inilalagay ito sa loob ng isang cabin ng tren na gumagalaw sa patuloy na bilis.
Sa konteksto ng thermodynamics, kung ang temperatura ng isang system ay nananatiling hindi nagbabago (ibig sabihin, ang enerhiya ng system ay hindi nagbabago) habang nagaganap ang init at ang paglipat ng trabaho. Ang kinakailangang kondisyon ay ang kabuuan ng input ng trabaho at ang input ng init ay dapat na katumbas ng kabuuan ng output ng trabaho at ang output ng init.
Sa isang sistema ng kemikal, ang dynamic na equilibrium ay nangyayari kapag ang pasulong na reaksyon at ang paatras na reaksyon ay nagaganap sa parehong bilis sa isang reversible reaction. Ang konsentrasyon ng mga reactant at mga produkto ay nananatiling hindi nagbabago, ngunit ang ilan sa mga reactant ay na-convert sa mga produkto at ang mga produkto ay na-convert sa mga reactant. Ngunit ang dalawang magkasalungat na prosesong ito ay nangyayari sa parehong bilis.
Halimbawa, isaalang-alang ang NO2 at N2O4 system. Kapag ang NO2 gas ay na-compress sa isang lalagyan, ang pagtaas ng pressure ay nagiging sanhi ng pagiging bias ng system sa pasulong, at N2O Ang 4 ay ginawa upang bawasan ang bilang ng mga molekula at kalaunan ay bawasan ang presyon. Ngunit sa isang tiyak na punto, ang pasulong na reaksyon ay tila huminto at ang N2O4 na produksyon ay tila huminto. Ang mga konsentrasyon (o bahagyang presyon) ng sistema ay nananatiling hindi nagbabago. Ngunit sa antas ng molekular ang NO2 ay na-convert sa N2O4 at vice versa.
Ano ang pagkakaiba ng Static at Dynamic Equilibrium?
• Sa static na equilibrium, parehong hindi nagbabago ang microscopic at macroscopic na mga katangian samantalang, sa dynamic na equilibrium, nagbabago ang mga microscopic na katangian habang ang mga macroscopic na katangian ay nananatiling hindi nagbabago.
• Sa mechanics, maaaring ituring na nasa equilibrium ang isang sistema na walang hindi balanseng panlabas na puwersa at panlabas na sandali. Bukod pa rito, kung ang system ay nakatigil, ito ay nasa static na equilibrium, at kung gumagalaw sa isang pare-parehong bilis, ito ay nasa dynamic na equilibrium.
• Sa isang thermodynamic system, kung pare-pareho ang temperatura at ang init at mass transfer input at output ay nasa pantay na mga rate, ang system ay nasa (dynamic/ thermodynamic) equilibrium.
• Sa isang kemikal na sistema, kung ang rate ng pasulong na reaksyon at pabalik na reaksyon ay pareho, ang sistema ay sinasabing nasa dynamic equilibrium.
