Différence entre l'équilibre statique et dynamique
Équilibre statique vs dynamique
L'équilibre est un concept utilisé dans une variété de disciplines, pour exprimer un équilibre entre deux forces opposées dans un système considéré.
Dans ce cas, l'équilibre statique et l'équilibre dynamique sont deux états d'un système physique où deux propriétés ou plus sont en équilibre. Ces cas sont spécifiquement étudiés en mécanique, ainsi que dans la chimie physique.
Qu'est-ce que l'équilibre statique?
Comme sens générique, l'équilibre statique est défini comme un état dans lequel les propriétés macroscopiques et microscopiques d'un système restent inchangées avec le temps.
En mécanique, un système sans force résultante agissant peut être pris en compte dans un état d'équilibre. Il suffit de dire que si,
• La somme vectorielle de toutes les forces externes est nulle; ∑ → FExt = 0
• La somme des moments de toutes les forces externes sur n'importe quelle ligne est nulle, ∑ → gExt = 0
alors le système est en équilibre. De plus, si la vitesse du système est également nulle (i.e. → V = 0), alors le système est en équilibre statique.
Par exemple, considérez un objet allongé sur une table à l'intérieur d'une pièce. Les forces externes sur l'objet, ou la traction gravitationnelle (i.e. Poids), est contré par la réaction sur l'objet par la table. De plus, la réaction et le poids sont sur la même ligne, donc aucun moments n'est produit. De plus, la table est sur le sol dans une pièce et ne bouge pas. Par conséquent, nous pouvons déduire que le livre est en équilibre statique.
Qu'est-ce que l'équilibre dynamique?
L'équilibre dynamique peut être défini génériquement comme un état d'un système où les propriétés macroscopiques restent inchangées pendant que les propriétés microscopiques changent.
En mécanique, il peut être spécifiquement défini comme un état d'un système où le système est en équilibre, mais la vitesse n'est pas nulle (i.e. Le système se déplace à une vitesse constante). Donc,
• ∑ → FExt = 0
• ∑ → GExt = 0
• → V ≠ 0
Considérez à nouveau la table et l'objet, mais au lieu d'une pièce, il est placé à l'intérieur d'une cabine d'un train se déplaçant à une vitesse constante.
Dans le contexte de la thermodynamique, si la température d'un système reste inchangée (i.e. L'énergie du système est inchangée) tandis que la chaleur et le transfert de travail se produisent. La condition nécessaire est que la somme de l'entrée de travail et de l'entrée de chaleur doit être égale à la somme de la sortie de travail et de la sortie de chaleur.
Dans un système chimique, l'équilibre dynamique se produit lorsque la réaction avant et la réaction vers l'arrière se produisent au même rythme dans une réaction réversible. La concentration des réactifs et des produits reste inchangée, mais certains réactifs sont toujours convertis en produits et les produits sont convertis en réactifs. Mais ces deux processus opposés se produisent au même rythme.
Par exemple, considérez le non2 et n2O4 système. Quand non2 Le gaz est comprimé dans un récipient, l'incrément de la pression fait biaiser le système vers l'avant et n2O4 est produit pour réduire le nombre de molécules et finalement réduire la pression. Mais à un certain point, la réaction avant semble s'arrêter et le n2O4 La production semble s'arrêter. Les concentrations (ou pression partielle) du système restent inchangées. Mais au niveau moléculaire le non2 est converti en n2O4 et vice versa.
Quelle est la différence entre l'équilibre statique et dynamique?
• Dans l'équilibre statique, les propriétés microscopiques et macroscopiques restent inchangées tandis que, en équilibre dynamique, les propriétés microscopiques changent tandis que les propriétés macroscopiques restent inchangées.
• En mécanique, un système sans forces externes et moments externes déséquilibrés peut être considéré comme en équilibre. De plus, si le système est stationnaire, il est en équilibre statique, et s'il se déplaçant à une vitesse constante, il est en équilibre dynamique.
• Dans un système thermodynamique, si la température est constante et que l'entrée et la sortie de la chaleur et du transfert de masse sont à des débits égaux, le système est en équilibre (dynamique / thermodynamique).
• Dans un système chimique, si la vitesse de la réaction avant et la réaction vers l'arrière sont les mêmes, le système serait en équilibre dynamique.
