Bu makale, kararlı durumun ne olduğunu, farklı bilimsel alanlardaki uygulamalarını ve ayrıca durağan durum ile geçici durum arasındaki farkın ne olduğunu açıklamaktadır.
Kararlı durum nedir?
Kararlı durum, sistemin davranışını tanımlayan tüm değişkenlerin sabit kalması durumunda sistemin içinde bulunduğu durumdur. Başka bir deyişle, bir sistem, eğer tüm değişkenleri değer değiştirmiyorsa kararlı durumdadır.
Matematiksel olarak, bir sistem veya süreç, eğer onun tüm özelliklerinin (p) zamana (t) göre kısmi türevleri sıfır ise, kararlı durumdadır.
Bu, aşağıdaki denklemin ayrık zaman dilimleri için geçerli olduğu anlamına gelir:
Fizikte kararlı durum, bir sistemin konum, sıcaklık, iç enerji vb. özellikleri zamanla değişmediğinde bulunduğu durum olarak tanımlanır. sabit kalırlar.
Kararlı Durum Uygulamaları
Daha sonra uygulama alanına göre kararlı durumun ne anlama geldiğini göreceğiz.
Termodinamik
Termodinamikte kararlı durum, açık bir sistemin dengede olduğu ve durum değişkenlerinin (sıcaklık, hacim, basınç vb.) değişmediği durumdur.
Dolayısıyla durum fonksiyonları da (entropi, entalpi, iç enerji vb.) zamanla değişmez. Bu nedenle kararlı durumda üretilen entropi minimumdur.
Kimya
Kimyada, özellikle kimyasal reaksiyonların incelenmesinde, farklı kimyasal bileşiklerin konsantrasyonları zaman içinde değişmediğinde denge durumuna ulaşılır.
Farklı kimyasal elementlerin karışımıyla bir kimyasal reaksiyon gerçekleştirildiğinde, reaksiyondaki farklı elementlerin konsantrasyonları zamanla değişir. Böylece konsantrasyonlar sabit kaldığında denge durumuna ulaşılır.
Mekanik
Makine mühendisliğinde kararlı durum, bir mekanik sisteme periyodik bir kuvvet uygulandığında ve onu tanımlayan değişkenler sabit kalana kadar belirli bir süre geçtiğinde elde edilen denge durumudur.
Örneğin bir sarkacın üzerine bir kuvvet uygulandığında sarkaç ile hava arasındaki sürtünmeden dolayı tamamen durana kadar salınım yapmaya başlar. O halde sarkacın hareketini tanımlayan tüm değişkenler sıfır olacak ve sarkaca başka bir kuvvet uygulanmadığı takdirde değerleri değişmeyecektir.
elektronik
Elektronikte, geçici olayların etkileri artık önemli olmadığında sistemin kararlı durumda olduğu kabul edilir.
Tipik olarak bir elektronik sistem elektrik akımına bağlanıp çalışmaya başladığında, normal çalışma durumuna ulaşıncaya kadar belli bir süre geçer.
Bu nedenle elektronik sistemin ne zaman kararlı durumda olduğunu belirlemek önemlidir çünkü özellikleri ve yetenekleri, geçici veya kararlı durumda olmasına bağlı olarak farklı olacaktır.
Ekonomi
Ekonomide, bir bölge, tüketimi de istikrarlı olan sabit sayıda sakine sahip olduğunda ve dahası, nüfusun tüketimi bölgenin maksimum kapasitesinden daha az olduğunda istikrarlı bir durumdadır.
Robert Solow ve Trevor Swan’ın ekonomik modelinde, brüt sermaye yatırımının amortismana eşit olması ve ekonominin ekonomik dengeye ulaşması durumunda durağan durum ortaya çıkar.
Kararlı durum ve geçici durum
Bu bölümde kararlı durum ile geçici durum arasındaki farkı göreceğiz.
Durağan olmayan durum olarak da adlandırılan geçici durum , bir sistemin davranışını tanımlayan değişkenlerin zaman içinde değerlerinin değiştiği durumudur.
Bu nedenle, kararlı durum ile geçici durum (veya kararsız durum) arasındaki fark, değişkenlerin sabit olup olmamasıdır. Kararlı durumda değişkenler sabit kalır, ancak geçici durumda değişkenlerin değerleri değişir.
Çoğu durumda, istikrarlı bir duruma ulaşmak için öncelikle geçici bir durumdan geçmeniz gerekir, böylece belirli bir süre sonra değişkenler dengelenir ve sabit kalır.