Statik ve Dinamik Denge
Denge, dikkate alınan bir sistemdeki iki karşıt güç arasındaki dengeyi ifade etmek için çeşitli disiplinlerde kullanılan bir kavramdır.
Bu durumda, statik denge ve dinamik denge, iki veya daha fazla özelliğin dengede olduğu bir fiziksel sistemin iki durumudur. Bu durumlar özellikle mekanikte ve ayrıca fiziksel kimyada araştırılır.
Statik Denge nedir?
Genel anlamda, statik denge, bir sistemin hem makroskobik hem de mikroskobik özelliklerinin zamanla değişmediği bir durum olarak tanımlanır.
Mekanikte, üzerine etki eden bileşke bir kuvvetin olmadığı bir sistem denge durumunda düşünülebilir.demek yeterlidir.
• Tüm dış kuvvetlerin vektör toplamı sıfırdır; ∑ →FEXT=0
• Herhangi bir çizgiyle ilgili tüm dış kuvvetlerin momentlerinin toplamı sıfırdır, ∑ →GEXT=0
o zaman sistem dengededir. Ek olarak, sistemin hızı da sıfır ise (yani →V=0), o zaman sistem statik dengededir.
Örneğin, bir odanın içindeki masanın üzerinde yatan bir nesneyi düşünün. Nesne üzerindeki dış kuvvetler veya yerçekimi çekimi (yani Ağırlık), nesne üzerindeki reaksiyonla masa tarafından karşılanır. Ayrıca, reaksiyon ve ağırlık aynı çizgidedir, bu nedenle moment üretilmez. Ayrıca masa bir odada yerde ve hareket etmiyor. Bu nedenle kitabın statik dengede olduğu sonucunu çıkarabiliriz.
Dinamik Denge nedir?
Dinamik denge, genel olarak, mikroskobik özellikler değişirken makroskopik özelliklerin değişmeden kaldığı bir sistemin durumu olarak tanımlanabilir.
Mekanikte, özellikle sistemin dengede olduğu, ancak hızın sıfır olmadığı (yani sistemin sabit bir hızla hareket ettiği) bir sistem durumu olarak tanımlanabilir. Bu nedenle, • ∑→FEXT=0
• ∑→GEXT=0
• →V ≠ 0
Yine masayı ve nesneyi düşünün, ancak bir oda yerine sabit hızla hareket eden bir trenin kabinine yerleştirilmiş.
Termodinamik bağlamında, ısı ve iş transferi gerçekleşirken bir sistemin sıcaklığı değişmeden kalırsa (yani sistemin enerjisi değişmezse). Gerekli koşul, iş girdisi ile ısı girdisinin toplamının, iş çıktısı ile ısı çıktısının toplamına eşit olmasıdır.
Kimyasal bir sistemde dinamik denge, tersinir bir reaksiyonda ileri ve geri reaksiyon aynı hızda gerçekleştiğinde oluşur. Reaktanların ve ürünlerin konsantrasyonu değişmeden kalır, ancak yine de bazı reaktanlar ürünlere ve ürünler de reaktanlara dönüştürülür. Ama bu iki karşıt süreç aynı oranda gerçekleşiyor.
Örneğin, NO2 ve N2O4 sistemini düşünün. NO2 gazı bir kapta sıkıştırıldığında, basınçtaki artış sistemin ileri doğru eğilmesine neden olur ve N2O 4 molekül sayısını az altmak ve sonunda basıncı az altmak için üretilir. Ama belli bir noktada, ileri tepki duruyor ve N2O4 üretimi duruyor gibi görünüyor. Sistemin konsantrasyonları (veya kısmi basıncı) değişmeden kalır. Ancak moleküler düzeyde NO2, N2O4'a dönüştürülür ve bunun tersi de geçerlidir.
Statik ve Dinamik Denge arasındaki fark nedir?
• Statik dengede, hem mikroskobik hem de makroskopik özellikler değişmeden kalırken, dinamik dengede makroskopik özellikler değişmeden kalırken mikroskobik özellikler değişir.
• Mekanikte, dengelenmemiş dış kuvvetlerin ve dış momentlerin olmadığı bir sistem dengede olarak kabul edilebilir. Ayrıca sistem durağan ise statik dengede, sabit hızla hareket ediyorsa dinamik dengededir.
• Bir termodinamik sistemde, eğer sıcaklık sabitse ve ısı ve kütle transferi girdi ve çıktısı eşit oranlardaysa, sistem (dinamik/termodinamik) dengededir.
• Bir kimyasal sistemde, ileri reaksiyon ve geri reaksiyon hızı aynıysa, sistemin dinamik dengede olduğu söylenir.
