ความแตกต่างระหว่างความสมดุลคงที่และแบบไดนามิก: สถิตเทียบกับสมดุลแบบไดนามิก

สมดุลย์แบบคงที่และแบบไดนามิกสมดุล

ความสมดุลเป็นแนวคิดที่ใช้ในสาขาต่างๆเพื่อแสดงความสมดุลระหว่างสองฝ่ายตรงข้ามในระบบที่พิจารณา

ในกรณีนี้สมดุลและสมดุลแบบไดนามิกคือสองสถานะของระบบทางกายภาพที่มีสมบัติสองอย่างหรือมากกว่าอยู่ในสมดุล กรณีเหล่านี้ได้รับการตรวจสอบโดยละเอียดเกี่ยวกับกลศาสตร์และในด้านเคมีฟิสิกส์

สมดุลย์สถิตคืออะไร?

ในแง่ทั่วไปความสมดุลแบบคงที่ถูกกำหนดให้เป็นสถานะที่ทั้งสมบัติของกล้องจุลทรรศน์และกล้องจุลทรรศน์ของระบบยังคงไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา

ในระบบกลศาสตร์ระบบที่ไม่มีแรงกระทำที่เกิดขึ้นสามารถพิจารณาได้ในสภาวะสมดุล ก็เพียงพอที่จะบอกได้ว่าถ้า

ผลรวมของเวกเตอร์ทั้งหมดของแรงภายนอกคือศูนย์ Σ→ F _EXT = 0

ผลรวมของช่วงเวลาของแรงภายนอกทั้งหมดเกี่ยวกับเส้นใด ๆ เป็นศูนย์Σ→ G

EXT _{= 0} แล้วระบบจะอยู่ในภาวะสมดุล นอกจากนี้ถ้าความเร็วของระบบเป็นศูนย์ (เช่น

→ V = 0) ระบบจะอยู่ในสมดุลคงที่ ตัวอย่างเช่นพิจารณาวัตถุที่วางอยู่บนโต๊ะภายในห้อง แรงภายนอกบนวัตถุหรือแรงโน้มถ่วง (เช่นน้ำหนัก) จะถูกโต้กลับด้วยปฏิกิริยากับวัตถุโดยโต๊ะ นอกจากนี้ปฏิกิริยาและน้ำหนักอยู่ในบรรทัดเดียวกันดังนั้นจึงไม่มีเวลาผลิต นอกจากนี้โต๊ะอยู่บนพื้นดินในห้องและไม่ได้ย้าย ดังนั้นเราจึงสามารถสรุปได้ว่าหนังสือเล่มนี้อยู่ในภาวะสมดุลคงที่

สมดุลย์ไดนามิกคืออะไร?

สมดุลแบบไดนามิกสามารถกำหนด generically เป็นสถานะของระบบที่สมบัติมหภาคยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในขณะที่คุณสมบัติของกล้องจุลทรรศน์กำลังเปลี่ยนแปลง

ในกลไกสามารถกำหนดให้เป็นสถานะของระบบที่ระบบอยู่ในภาวะสมดุล แต่ความเร็วไม่เป็นศูนย์ (เช่นระบบเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่)

→

= → V ≠ 0

อีกครั้งพิจารณาตารางและวัตถุ แต่แทนที่จะเป็นห้องนั้นจะถูกวางไว้ภายในห้องโดยสารของรถไฟที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ ในบริบทของอุณหพลศาสตร์ถ้าอุณหภูมิของระบบไม่มีการเปลี่ยนแปลง (เช่นพลังงานของระบบจะไม่เปลี่ยนแปลง) ในขณะที่เกิดความร้อนและการถ่ายเทงาน เงื่อนไขที่จำเป็นคือผลรวมของการป้อนข้อมูลการทำงานและความร้อนจะต้องเท่ากับผลรวมของผลผลิตและผลผลิตความร้อน

ในระบบเคมีความสมดุลแบบไดนามิกเกิดขึ้นเมื่อปฏิกิริยาข้างหน้าและปฏิกิริยาย้อนกลับเกิดขึ้นในอัตราที่เท่ากันในปฏิกิริยาย้อนกลับ ความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ยังคงเหมือนเดิม แต่สารปฏิชีวนะบางส่วนยังถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์และผลิตภัณฑ์ถูกเปลี่ยนเป็นสารตัวทำปฏิกิริยา แต่ทั้งสองกระบวนการคัดค้านเกิดขึ้นในอัตราเดียวกัน

ตัวอย่างเช่นพิจารณาระบบ NO

2

และ N ₂ O ₄ เมื่อไม่มีการบีบอัดแก๊ส ₂ ในภาชนะแล้วการเพิ่มความดันจะทำให้ระบบมีความลำเอียงไปข้างหน้าและมีการผลิต ₂ O ₄ เพื่อลด จำนวนของโมเลกุลและในที่สุดลดความดัน แต่ในช่วงเวลาหนึ่งปฏิกิริยาข้างหน้าดูเหมือนจะหยุดลงและการผลิตของ N ₂ O ₄ ดูเหมือนจะหยุดลง ความเข้มข้น (หรือความดันบางส่วน) ของระบบยังคงเหมือนเดิม แต่ในระดับโมเลกุล NO ₂ จะถูกแปลงเป็น N ₂ O ₄ และกลับกัน _{อะไรคือความแตกต่างระหว่างสมดุลคงที่และพลวัต?} •ในสมดุลคงที่สมบัติทั้งกล้องจุลทรรศน์และมหภาคยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในขณะที่ในสมดุลแบบไดนามิกคุณสมบัติของกล้องจุลทรรศน์เปลี่ยนแปลงในขณะที่สมบัติของระบบจุลภาคยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

•ในกลศาสตร์ระบบที่ไม่มีแรงภายนอกภายนอกและช่วงเวลาภายนอกไม่สมดุลย์สามารถถือได้ว่าอยู่ในภาวะสมดุล นอกจากนี้ถ้าระบบอยู่นิ่งอยู่ในสมดุลคงที่และถ้าเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่มันอยู่ในสมดุลแบบไดนามิก

•ในระบบอุณหพลศาสตร์ถ้าอุณหภูมิมีค่าคงที่และความร้อนและมวลการถ่ายโอนข้อมูลเข้าและออกในอัตราที่เท่ากันระบบอยู่ในสมดุล (พลวัต / thermodynamic)

•ในระบบทางเคมีถ้าอัตราการเกิดปฏิกิริยาข้างหน้าและปฏิกิริยาย้อนกลับเหมือนกันระบบจะกล่าวว่าอยู่ในสภาวะสมดุลแบบไดนามิก