স্ট্যাটিক বনাম গতিশীল ভারসাম্য
ভারসাম্য হল একটি ধারণা যা বিবেচিত সিস্টেমে দুটি বিপরীত শক্তির মধ্যে ভারসাম্য প্রকাশ করতে বিভিন্ন শাখায় ব্যবহৃত হয়।
এই ক্ষেত্রে, স্থিতিশীল ভারসাম্য এবং গতিশীল ভারসাম্য একটি ভৌত ব্যবস্থার দুটি অবস্থা যেখানে দুটি বা ততোধিক বৈশিষ্ট্য ভারসাম্যপূর্ণ। এই কেসগুলি বিশেষভাবে মেকানিক্স এবং শারীরিক রসায়নেও তদন্ত করা হয়৷
স্ট্যাটিক ইকুইলিব্রিয়াম কি?
জেনারিক সেন্স হিসাবে, স্ট্যাটিক ভারসাম্যকে এমন একটি অবস্থা হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যেখানে একটি সিস্টেমের ম্যাক্রোস্কোপিক এবং মাইক্রোস্কোপিক উভয় বৈশিষ্ট্যই সময়ের সাথে অপরিবর্তিত থাকে।
মেকানিক্সে, এমন একটি সিস্টেম যার উপর কোন ফলপ্রসূ বল কাজ করে না তাকে ভারসাম্য অবস্থায় বিবেচনা করা যেতে পারে। এটা বলাই যথেষ্ট যে যদি, • সমস্ত বাহ্যিক শক্তির ভেক্টর যোগফল শূন্য; ∑ →FEXT=0
• যেকোনো রেখা সম্পর্কে সমস্ত বাহ্যিক শক্তির মুহূর্তের যোগফল শূন্য, ∑ →GEXT=0
তাহলে সিস্টেমটি ভারসাম্যপূর্ণ। অতিরিক্তভাবে, যদি সিস্টেমের বেগও শূন্য হয় (অর্থাৎ →V=0), তাহলে সিস্টেমটি স্থিতিশীল ভারসাম্যে রয়েছে।
উদাহরণস্বরূপ, একটি ঘরের ভিতরে একটি টেবিলের উপর শুয়ে থাকা বস্তুটিকে বিবেচনা করুন। বস্তুর উপর বাহ্যিক শক্তি, বা মহাকর্ষীয় টান (অর্থাৎ ওজন), টেবিল দ্বারা বস্তুর উপর প্রতিক্রিয়া দ্বারা প্রতিহত করা হয়। এছাড়াও, প্রতিক্রিয়া এবং ওজন একই লাইনে, তাই কোন মুহূর্ত উত্পাদিত হয় না। এছাড়াও, টেবিলটি একটি ঘরে মাটিতে রয়েছে এবং নড়ছে না। অতএব, আমরা অনুমান করতে পারি যে বইটি স্থিতিশীল ভারসাম্যে রয়েছে।
ডাইনামিক ইকুইলিব্রিয়াম কি?
ডাইনামিক ভারসাম্যকে সাধারণভাবে এমন একটি সিস্টেমের অবস্থা হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে যেখানে মাইক্রোস্কোপিক বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তিত হওয়ার সময় ম্যাক্রোস্কোপিক বৈশিষ্ট্য অপরিবর্তিত থাকে।
মেকানিক্সে, এটিকে বিশেষভাবে এমন একটি সিস্টেমের অবস্থা হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে যেখানে সিস্টেমটি ভারসাম্যপূর্ণ, কিন্তু বেগ শূন্য নয় (অর্থাৎ সিস্টেমটি একটি ধ্রুবক বেগে চলছে)। অতএব, • ∑→FEXT=0
• ∑→GEXT=0
• →V ≠ 0
আবার টেবিল এবং বস্তুটি বিবেচনা করুন, তবে একটি ঘরের পরিবর্তে, এটি একটি ধ্রুবক বেগে চলমান একটি ট্রেনের একটি কেবিনের মধ্যে স্থাপন করা হয়৷
তাপগতিবিদ্যার পরিপ্রেক্ষিতে, যদি তাপ এবং কাজের স্থানান্তর ঘটতে থাকা অবস্থায় একটি সিস্টেমের তাপমাত্রা অপরিবর্তিত থাকে (অর্থাৎ সিস্টেমের শক্তি অপরিবর্তিত থাকে)। প্রয়োজনীয় শর্ত হল কাজের ইনপুট এবং তাপ ইনপুটের যোগফল অবশ্যই কাজের আউটপুট এবং তাপ আউটপুটের যোগফলের সমান হতে হবে।
একটি রাসায়নিক ব্যবস্থায়, গতিশীল ভারসাম্য ঘটে যখন একটি বিপরীতমুখী বিক্রিয়ায় অগ্রবর্তী প্রতিক্রিয়া এবং পশ্চাৎমুখী বিক্রিয়া একই হারে ঘটতে থাকে। বিক্রিয়ক এবং পণ্যগুলির ঘনত্ব অপরিবর্তিত থাকে, তবে এখনও কিছু বিক্রিয়ক পণ্যে রূপান্তরিত হয় এবং পণ্য বিক্রিয়কগুলিতে রূপান্তরিত হয়। কিন্তু এই দুটি বিপরীত প্রক্রিয়া একই হারে ঘটছে৷
উদাহরণস্বরূপ, NO2 এবং N2O4 সিস্টেম বিবেচনা করুন। যখন NO2 একটি পাত্রে গ্যাস সংকুচিত হয়, তখন চাপ বৃদ্ধির ফলে সিস্টেমটি সামনের দিকে পক্ষপাতিত্ব করে এবং N2O 4 অণুর সংখ্যা কমাতে এবং অবশেষে চাপ কমাতে উত্পাদিত হয়। কিন্তু একটি নির্দিষ্ট সময়ে, ফরোয়ার্ড প্রতিক্রিয়া বন্ধ হয়ে গেছে বলে মনে হচ্ছে এবং N2O4 উৎপাদন বন্ধ হয়ে গেছে বলে মনে হচ্ছে। সিস্টেমের ঘনত্ব (বা আংশিক চাপ) অপরিবর্তিত থাকে। কিন্তু আণবিক স্তরে NO2 N2O4 এবং এর বিপরীতে রূপান্তরিত হয়।
স্ট্যাটিক এবং ডাইনামিক ইকুইলিব্রিয়ামের মধ্যে পার্থক্য কী?
• স্থির ভারসাম্যে, মাইক্রোস্কোপিক এবং ম্যাক্রোস্কোপিক উভয় বৈশিষ্ট্যই অপরিবর্তিত থাকে যেখানে, গতিশীল ভারসাম্যে, মাইক্রোস্কোপিক বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তিত হয় এবং ম্যাক্রোস্কোপিক বৈশিষ্ট্যগুলি অপরিবর্তিত থাকে।
• মেকানিক্সে, ভারসাম্যহীন বাহ্যিক শক্তি এবং বাহ্যিক মুহূর্ত নেই এমন একটি সিস্টেমকে ভারসাম্যের মধ্যে বিবেচনা করা যেতে পারে। অতিরিক্তভাবে, যদি সিস্টেমটি স্থির থাকে তবে এটি স্থির ভারসাম্যের মধ্যে থাকে এবং যদি একটি ধ্রুবক বেগে চলতে থাকে তবে এটি গতিশীল ভারসাম্যের মধ্যে থাকে।
• একটি থার্মোডাইনামিক সিস্টেমে, যদি তাপমাত্রা স্থির থাকে এবং তাপ এবং ভর স্থানান্তর ইনপুট এবং আউটপুট সমান হারে থাকে, তবে সিস্টেমটি (গতিশীল/তাপগতিগত) সাম্যাবস্থায় থাকে৷
• একটি রাসায়নিক ব্যবস্থায়, যদি সামনের বিক্রিয়ার হার এবং পশ্চাৎমুখী বিক্রিয়ার হার একই হয়, তবে সিস্টেমটিকে গতিশীল ভারসাম্য বলে বলা হয়৷
