Keseimbangan Statik lwn Dinamik
Equilibrium ialah konsep yang digunakan dalam pelbagai disiplin, untuk menyatakan keseimbangan antara dua daya yang bertentangan dalam sistem yang dipertimbangkan.
Dalam kes ini, keseimbangan statik dan keseimbangan dinamik ialah dua keadaan sistem fizikal di mana dua atau lebih sifat berada dalam keseimbangan. Kes ini disiasat secara khusus dalam mekanik, dan juga dalam kimia fizikal.
Apakah itu Keseimbangan Statik?
Sebagai pengertian umum, keseimbangan statik ditakrifkan sebagai keadaan di mana kedua-dua sifat makroskopik dan mikroskopik sistem kekal tidak berubah mengikut masa.
Dalam mekanik, sistem tanpa daya paduan bertindak ke atasnya boleh dianggap dalam keadaan keseimbangan. Adalah memadai untuk mengatakan bahawa jika, • Jumlah vektor semua daya luar ialah sifar; ∑ →FEXT=0
• Jumlah momen semua daya luar mengenai sebarang garis ialah sifar, ∑ →GEXT=0
maka sistem berada dalam keseimbangan. Selain itu, jika halaju sistem juga sifar (iaitu →V=0), maka sistem berada dalam keseimbangan statik.
Sebagai contoh, pertimbangkan objek terletak di atas meja di dalam bilik. Daya luaran pada objek, atau tarikan graviti (iaitu Berat), dilawan oleh tindak balas pada objek oleh jadual. Juga, tindak balas dan berat berada pada baris yang sama, jadi tiada momen dihasilkan. Juga, meja berada di atas tanah di dalam bilik, dan tidak bergerak. Oleh itu, kita boleh menyimpulkan bahawa buku itu berada dalam keseimbangan statik.
Apakah Keseimbangan Dinamik?
Keseimbangan dinamik boleh ditakrifkan secara umum sebagai keadaan sistem di mana sifat makroskopik kekal tidak berubah semasa sifat mikroskopik berubah.
Dalam mekanik, ia boleh ditakrifkan secara khusus sebagai keadaan sistem di mana sistem berada dalam keseimbangan, tetapi halajunya bukan sifar (iaitu sistem bergerak pada halaju malar). Oleh itu, • ∑→FEXT=0
• ∑→GEXT=0
• →V ≠ 0
Sekali lagi pertimbangkan meja dan objek, tetapi bukannya bilik, ia diletakkan di dalam kabin kereta api yang bergerak pada halaju malar.
Dalam konteks termodinamik, jika suhu sistem kekal tidak berubah (iaitu tenaga sistem tidak berubah) semasa haba dan pemindahan kerja berlaku. Syarat yang perlu ialah jumlah input kerja dan input haba mestilah sama dengan jumlah keluaran kerja dan keluaran haba.
Dalam sistem kimia, keseimbangan dinamik berlaku apabila tindak balas ke hadapan dan tindak balas ke belakang berlaku pada kadar yang sama dalam tindak balas boleh balik. Kepekatan bahan tindak balas dan produk kekal tidak berubah, tetapi masih sebahagian daripada bahan tindak balas ditukar kepada produk dan produk ditukar kepada bahan tindak balas. Tetapi kedua-dua proses yang bertentangan ini berlaku pada kadar yang sama.
Sebagai contoh, pertimbangkan sistem NO2 dan N2O4. Apabila NO2 gas dimampatkan dalam bekas, kenaikan tekanan menyebabkan sistem menjadi pincang ke hadapan, dan N2O 4 dihasilkan untuk mengurangkan bilangan molekul dan akhirnya mengurangkan tekanan. Tetapi pada satu ketika, tindak balas hadapan nampaknya berhenti dan pengeluaran N2O4 nampaknya berhenti. Kepekatan (atau tekanan separa) sistem kekal tidak berubah. Tetapi pada peringkat molekul NO2 ditukar kepada N2O4 dan sebaliknya.
Apakah perbezaan antara Keseimbangan Statik dan Dinamik?
• Dalam keseimbangan statik, kedua-dua sifat mikroskopik dan makroskopik kekal tidak berubah manakala, dalam keseimbangan dinamik, sifat mikroskopik berubah manakala sifat makroskopik kekal tidak berubah.
• Dalam mekanik, sistem tanpa daya luar yang tidak seimbang dan momen luaran boleh dianggap berada dalam keseimbangan. Selain itu, jika sistem pegun, ia berada dalam keseimbangan statik dan jika bergerak pada halaju malar, ia berada dalam keseimbangan dinamik.
• Dalam sistem termodinamik, jika suhu malar dan input dan output pemindahan haba serta jisim berada pada kadar yang sama, sistem berada dalam keseimbangan (dinamik/termodinamik).
• Dalam sistem kimia, jika kadar tindak balas ke hadapan dan tindak balas ke belakang adalah sama, sistem tersebut dikatakan berada dalam keseimbangan dinamik.
