Estático vs Equilíbrio Dinâmico
Equilíbrio é um conceito usado em várias disciplinas, para expressar um equilíbrio entre duas forças opostas em um sistema considerado.
Neste caso, equilíbrio estático e equilíbrio dinâmico são dois estados de um sistema físico onde duas ou mais propriedades estão em equilíbrio. Esses casos são investigados especificamente em mecânica e também em físico-química.
O que é equilíbrio estático?
No sentido genérico, o equilíbrio estático é definido como um estado no qual as propriedades macroscópicas e microscópicas de um sistema permanecem in alteradas com o tempo.
Em mecânica, um sistema sem força resultante agindo sobre ele pode ser considerado em estado de equilíbrio. É suficiente dizer que se, • A soma vetorial de todas as forças externas é zero; ∑ →FEXT=0
• A soma dos momentos de todas as forças externas sobre qualquer linha é zero, ∑ →GEXT=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 sobre uma mesa dentro de uma sala. As forças externas sobre o objeto, ou a atração gravitacional (ou seja, o peso), são contrabalançadas pela reação sobre o objeto pela mesa. Além disso, a reação e o peso estão na mesma linha, então nenhum momento é produzido. Além disso, a mesa está no chão em 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 onde as propriedades macroscópicas permanecem in alteradas enquanto as propriedades microscópicas estão mudando.
Em mecânica, pode ser definido especificamente como um estado de um sistema onde o sistema está em equilíbrio, mas a velocidade não é zero (ou seja, o sistema está se movendo a uma velocidade constante). Portanto, • ∑→FEXT=0
• ∑→GEXT=0
• →V ≠ 0
Novamente considere a mesa e o objeto, mas em vez de uma sala, ela é colocada dentro de uma cabine de um trem que se move com velocidade constante.
No contexto da termodinâmica, se a temperatura de um sistema permanece in alterada (ou seja, a energia do sistema permanece in alterada) enquanto ocorre a transferência de calor e trabalho. A condição necessária é que a soma do trabalho de entrada e a entrada de calor deve ser igual à soma do trabalho de saída e a saída de calor.
Em um sistema químico, o equilíbrio dinâmico ocorre quando a reação direta e a reação inversa ocorrem na mesma velocidade em uma reação reversível. A concentração dos reagentes e dos produtos permanece in alterada, 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 velocidade.
Por exemplo, considere o sistema NO2 e N2O4. Quando NO2 gás é comprimido em um recipiente, o incremento na pressão faz com que o sistema seja desviado para frente e N2O 4 é produzido para reduzir o número de moléculas e, eventualmente, reduzir a pressão. Mas em um certo ponto, a reação direta parece parar e a produção de N2O4 parece parar. As concentrações (ou pressão parcial) do sistema permanecem in alteradas. 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 in alteradas, enquanto que, no equilíbrio dinâmico, as propriedades microscópicas mudam enquanto as propriedades macroscópicas permanecem in alteradas.
• Em mecânica, um sistema sem forças externas e momentos externos desequilibrados pode ser considerado em equilíbrio. Além disso, se o sistema estiver estacionário, ele está em equilíbrio estático e, se estiver se movendo a uma velocidade constante, está em equilíbrio dinâmico.
• Em um sistema termodinâmico, se a temperatura é constante e a entrada e saída de calor e massa são iguais, o sistema está em equilíbrio (dinâmico/termodinâmico).
• Em um sistema químico, se a velocidade da reação direta e da reação inversa for a mesma, diz-se que o sistema está em equilíbrio dinâmico.
