Diferença entre equilíbrio estático e dinâmico

Equilíbrio estático vs dinâmico
 

Equilíbrio é um conceito usado em uma variedade de disciplinas, para expressar um equilíbrio entre duas forças opostas em um sistema considerado.

Nesse caso, equilíbrio estático e equilíbrio dinâmico são dois estados de um sistema físico em que duas ou mais propriedades estão em equilíbrio. Esses casos são investigados especificamente em mecânica e também em físico-química.

O que é Equilíbrio Estático?

Como sentido genérico, o equilíbrio estático é definido como um estado no qual as propriedades macroscópicas e microscópicas de um sistema permanecem inalteradas com o tempo..

Na mecânica, um sistema sem força resultante atuando sobre ele pode ser considerado em estado de equilíbrio. Basta dizer que se,

• A soma vetorial de todas as forças externas é zero; ∑ → F_EXT = 0

• A soma dos momentos de todas as forças externas sobre qualquer linha é zero, ∑ → G_EXT = 0

então o sistema está em equilíbrio. Além disso, se a velocidade do sistema também for zero (ou seja,. → V = 0), então o sistema está em equilíbrio estático.

Por exemplo, considere um objeto deitado em uma mesa dentro de uma sala. As forças externas no objeto, ou a força gravitacional (ou seja, Peso), são combatidas pela reação no objeto pela tabela. Além disso, a reação e o peso estão na mesma linha, de modo que nenhum momento é produzido. Além disso, a mesa está no chão de uma sala e não se move. Portanto, podemos deduzir que o livro está em equilíbrio estático.

O que é Equilíbrio Dinâmico?

O equilíbrio dinâmico pode ser definido genericamente como um estado de um sistema em que as propriedades macroscópicas permanecem inalteradas enquanto as propriedades microscópicas estão mudando.

Na mecânica, ele pode ser definido especificamente como um estado de um sistema em que o sistema está em equilíbrio, mas a velocidade não é zero (ou seja, o sistema está se movendo a uma velocidade constante). Portanto,

• ∑ → F_EXT = 0 0

• ∑ → G_EXT = 0

• → V ≠ 0

Considere novamente a mesa e o objeto, mas em vez de uma sala, ele é colocado dentro da cabine de um trem, movendo-se a uma velocidade constante.

No contexto da termodinâmica, se a temperatura de um sistema permanecer inalterada (ou seja, a energia do sistema não for alterada) enquanto o calor e a transferência de trabalho estiverem ocorrendo. A condição necessária é que a soma da entrada de trabalho e da entrada de calor seja igual à soma da saída de trabalho e da saída de calor.

Em um sistema químico, o equilíbrio dinâmico ocorre quando a reação direta e a reversa ocorrem na mesma taxa em uma reação reversível. A concentração dos reagentes e dos produtos permanece inalterada, mas ainda assim alguns dos reagentes são convertidos em produtos e os produtos são convertidos em reagentes. Mas esses dois processos opostos estão ocorrendo na mesma taxa.

Por exemplo, considere o NO₂ e n₂O₄ sistema. Quando NÃO₂ o gás é comprimido em um recipiente, o incremento na pressão faz com que o sistema seja inclinado para a frente e N₂O₄ é produzido para reduzir o número de moléculas e, eventualmente, reduzir a pressão. Mas em um certo ponto, a reação à frente parece parar e o N₂O₄ a produção parece parar. As concentrações (ou pressão parcial) do sistema permanecem inalteradas. Mas no nível molecular o NO₂ é convertido em N₂O₄ e vice versa.

Qual é a diferença entre Equilíbrio Estático e Dinâmico?

• No equilíbrio estático, as propriedades microscópicas e macroscópicas permanecem inalteradas, enquanto, no equilíbrio dinâmico, as propriedades microscópicas mudam enquanto as propriedades macroscópicas permanecem inalteradas.

• Na mecânica, um sistema sem forças externas desequilibradas e momentos externos pode ser considerado em equilíbrio. Além disso, se o sistema estiver parado, ele está em equilíbrio estático e, se movendo a uma velocidade constante, está em equilíbrio dinâmico.

• Em um sistema termodinâmico, se a temperatura for constante e as entradas e saídas de transferência de calor e massa estiverem em taxas iguais, o sistema estará em equilíbrio (dinâmico / termodinâmico).

• Em um sistema químico, se a taxa da reação direta e a reversa forem as mesmas, diz-se que o sistema está em equilíbrio dinâmico.