Статик ба динамик тэнцвэр
Тэнцвэр гэдэг нь авч үзсэн систем дэх эсрэг тэсрэг хоёр хүчний тэнцвэрийг илэрхийлэхийн тулд төрөл бүрийн салбаруудад хэрэглэгддэг ойлголт юм.
Энэ тохиолдолд статик тэнцвэр ба динамик тэнцвэр нь хоёр ба түүнээс дээш шинж чанарууд тэнцвэртэй байгаа физик системийн хоёр төлөв юм. Эдгээр тохиолдлуудыг механик, мөн физик химийн чиглэлээр тусгайлан судалдаг.
Статик тэнцвэр гэж юу вэ?
Ерөнхий утгаараа статик тэнцвэр нь системийн макроскоп болон микроскоп шинж чанар нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөөгүй хэвээр байх төлөвийг хэлнэ.
Механикийн хувьд үр дүнд нь үйлчлэх хүчгүй системийг тэнцвэрт байдалд авч үзэж болно. Хэрэв,гэж хэлэхэд хангалттай.
• Бүх гадаад хүчний векторын нийлбэр тэг байна; ∑ →FEXT=0
• Аливаа шулууны эргэн тойронд байгаа бүх гадаад хүчний моментуудын нийлбэр нь тэг, ∑ →GEXT=0
тэгвэл систем тэнцвэрт байдалд байна. Нэмж хэлэхэд, хэрэв системийн хурд мөн тэг байвал (жишээ нь →V=0) систем статик тэнцвэрт байдалд байна.
Жишээ нь, өрөөний доторх ширээн дээр хэвтэж буй объектыг авч үзье. Объект дээрх гадны хүч буюу таталцлын хүчийг (жишээ нь жин) хүснэгтээр биет дээр үзүүлэх урвалаар эсэргүүцдэг. Мөн урвал ба жин нь нэг шугам дээр байгаа тул ямар ч мөч үүсдэггүй. Мөн ширээ нь өрөөнд байгаа газар, хөдөлдөггүй. Тиймээс бид энэ ном статик тэнцвэрт байдалд байна гэж дүгнэж болно.
Динамик тэнцвэр гэж юу вэ?
Динамик тэнцвэрийг ерөнхийд нь микроскоп шинж чанар нь өөрчлөгдөж байхад макроскоп шинж чанар нь өөрчлөгдөөгүй хэвээр байх системийн төлөв гэж тодорхойлж болно.
Механикийн хувьд үүнийг систем тэнцвэрт байдалд байгаа системийн төлөв гэж тусгайлан тодорхойлж болно, гэхдээ хурд нь тэг биш (жишээ нь систем тогтмол хурдтай хөдөлж байна). Тиймээс
• ∑→FEXT=0
• ∑→GEXT=0
• →V ≠ 0
Ширээ болон объектыг дахин авч үзэх боловч өрөөний оронд тогтмол хурдтай явж буй галт тэрэгний бүхээгт байрлуулсан байна.
Термодинамикийн нөхцөлд, хэрэв дулаан болон ажлын шилжилт явагдаж байх үед системийн температур өөрчлөгдөөгүй (жишээ нь системийн энерги өөрчлөгдөөгүй) байвал. Шаардлагатай нөхцөл бол ажлын орц, дулааны нийлбэр нь ажлын гаралт ба дулааны гаралтын нийлбэртэй тэнцүү байх ёстой.
Химийн системд урвуу урвалд урагшлах болон буцах урвал ижил хурдтай явагдах үед динамик тэнцвэр үүснэ. Урвалж буй бодис ба бүтээгдэхүүний концентраци өөрчлөгдөөгүй хэвээр байгаа боловч зарим урвалжууд бүтээгдэхүүн болж, бүтээгдэхүүн нь урвалж болж хувирдаг. Гэхдээ эдгээр хоёр эсрэг үйл явц ижил хурдтай явагдаж байна.
Жишээ нь NO2 болон N2O4 системийг авч үзье. NO2 хийг саванд шахах үед даралтын өсөлт нь системийг урагшлуулахад хүргэдэг ба N2O 4 нь молекулуудын тоог багасгаж, улмаар даралтыг бууруулах зорилгоор үйлдвэрлэгддэг. Гэвч тодорхой үед урагшлах урвал зогсч, N2O4 үйлдвэрлэл зогсох бололтой. Системийн концентраци (эсвэл хэсэгчилсэн даралт) өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Харин молекулын түвшинд NO2 нь N2O4 болон эсрэгээр хувирдаг.
Статик болон динамик тэнцвэрийн ялгаа нь юу вэ?
• Статик тэнцвэрт байдалд микроскоп болон макроскопийн шинж чанарууд өөрчлөгдөхгүй байхад динамик тэнцвэрт байдалд микроскопийн шинж чанарууд өөрчлөгдөж, макроскопийн шинж чанарууд өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.
• Механикийн хувьд тэнцвэргүй гадны хүч ба гадаад моментгүй системийг тэнцвэртэй гэж үзэж болно. Нэмж хэлэхэд, хэрэв систем хөдөлгөөнгүй байвал хөдөлгөөнгүй тэнцвэрт байдал, хэрэв тогтмол хурдтай хөдөлж байвал динамик тэнцвэрт байдалд байна.
• Термодинамик системд температур тогтмол, дулаан, масс дамжуулах оролт, гаралт нь тэнцүү хурдтай байвал систем (динамик/термодинамик) тэнцвэрт байдалд байна.
• Химийн системд урагшлах урвалын хурд болон ухрах урвалын хурд ижил байвал системийг динамик тэнцвэрт байдалд байна гэж хэлнэ.
