שינויים

קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש
נוספו 2 בתים ,  00:18, 1 בפברואר 2016
מ
אין תקציר עריכה
שורה 1: שורה 1: −
'''מצב יציב''' (steady state) הוא מצב של [[מערכת מורכבת]] בו חלק גדול מהתכונות שלה, או התכונות העיקריות שלה לא משתנות על פני זמן.
+
'''מצב יציב''' (Steady state) הוא מצב של [[מערכת מורכבת]] בו חלק גדול מהתכונות שלה, או התכונות העיקריות שלה לא משתנות על פני זמן.
    
המונח מצב יציב רלוונטי לתחומים רבים כמו [[פיזיקה]], [[תרמודינמיקה]], [[הנדסה]], [[כלכלה]], [[אקולוגיה]],  [[כלכלה אקולוגית]]. מצב יציב הוא מונח רחב יותר יחסית למונח של [[שיווי משקל דינמי]]. אם המערכת נמצאת במצב יציב, אזי תכונה שלה, שבה צפינו, תמשך ותתקיים גם בעתיד. ב[[מערכת סטוכסטית|מערכות סטוכסטיות]] (שמכילות מרכיב של משתנה מקרי בתוכן), מצב יציב מוגדר כמצב שבו ההסתברויות השונות של מצבים שונים להתרחש ישארו קבועות.  
 
המונח מצב יציב רלוונטי לתחומים רבים כמו [[פיזיקה]], [[תרמודינמיקה]], [[הנדסה]], [[כלכלה]], [[אקולוגיה]],  [[כלכלה אקולוגית]]. מצב יציב הוא מונח רחב יותר יחסית למונח של [[שיווי משקל דינמי]]. אם המערכת נמצאת במצב יציב, אזי תכונה שלה, שבה צפינו, תמשך ותתקיים גם בעתיד. ב[[מערכת סטוכסטית|מערכות סטוכסטיות]] (שמכילות מרכיב של משתנה מקרי בתוכן), מצב יציב מוגדר כמצב שבו ההסתברויות השונות של מצבים שונים להתרחש ישארו קבועות.  
שורה 12: שורה 12:  
אם אנחנו רוצים לחמם את מוט המתכת נוכל לשים אותו על פלטה חשמלית. כעבור זמן מה נבחן את הטמפרטורה של המוט ונראה שהוא חם יותר ביחס לאוויר סביבו, אבל הטמפרטורה של המוט לא משתנה על פני זמן. חום זורם מהמוט אל האוויר מסביב. כאשר אטום מהאוויר מתקרב לאטומים של מוט המתכת הוא מגדיל את המהירות של התנועה שלו והאוויר סביב המוט נהיה חם יותר. הזרימה הזאת של החום היא קבועה ולכן המוט לא משנה את הטמפרטורה שלו. קצב זרימת החום אל המוט ובתוך המוט עצמו זהה לקצב זרימת החום מהמוט אל האוויר סביבו. במצב זה אין '''שיווי משקל תרמו-דינמי''' משום שיש זרימה של אנרגיה (חום) מהמוט אל הסביבה שלו (זרימה כזו ניתן לנצל כדי לבצע [[עבודה]]). לעומת זאת אפשר לכנות את המצב הזה בשם '''מצב יציב''' - שכן הטמפרטורה של כל נקודה שנבחר במוט המתכת לא משתנה על פני זמן. [https://www.youtube.com/watch?v=_WqNTf17xZk]
 
אם אנחנו רוצים לחמם את מוט המתכת נוכל לשים אותו על פלטה חשמלית. כעבור זמן מה נבחן את הטמפרטורה של המוט ונראה שהוא חם יותר ביחס לאוויר סביבו, אבל הטמפרטורה של המוט לא משתנה על פני זמן. חום זורם מהמוט אל האוויר מסביב. כאשר אטום מהאוויר מתקרב לאטומים של מוט המתכת הוא מגדיל את המהירות של התנועה שלו והאוויר סביב המוט נהיה חם יותר. הזרימה הזאת של החום היא קבועה ולכן המוט לא משנה את הטמפרטורה שלו. קצב זרימת החום אל המוט ובתוך המוט עצמו זהה לקצב זרימת החום מהמוט אל האוויר סביבו. במצב זה אין '''שיווי משקל תרמו-דינמי''' משום שיש זרימה של אנרגיה (חום) מהמוט אל הסביבה שלו (זרימה כזו ניתן לנצל כדי לבצע [[עבודה]]). לעומת זאת אפשר לכנות את המצב הזה בשם '''מצב יציב''' - שכן הטמפרטורה של כל נקודה שנבחר במוט המתכת לא משתנה על פני זמן. [https://www.youtube.com/watch?v=_WqNTf17xZk]
   −
נניח שיש לנו מחבת על האש ולה מחוברת ידית. ייתכנו שני מצבי קיצון. האחד הוא שהמחבת והידית מחוברים זה לזה ללא בידוד, ומבודדים מהאוויר של החדר ולכן שניהם בטמפטורה אחידה וזהה. אין זרימה של חום מהמחבת לידית, ואין זרימת חום מהידית לחדר. מדובר בשיווי משקל תרמו-דינמי. כמו כן מדובר גם במצב יציב ביחס לטמפרטורה שכן הטמפרטורה של הידית לא משתנה. ייתכן גם מצב קיצון שני שבו הידית מבודדת לגמרי מהמחבת והיא בטמפרטורה של החדר. גם במצב זה אין זרימת חום מהמחבת לידית ואין זרימת חום מהידית לחדר. שוב מדובר בשיווי משקל וכן במצב יציב. כל המצבים שמהווים שיווי משקל הם בהכרח גם מצב יציב. לעומת זאת יש מצבים רבים שהם מצב יציב אבל לא שיווי משקל.  
+
נניח שיש לנו מחבת על האש ולה מחוברת ידית. ייתכנו שני מצבי קיצון. האחד הוא שהמחבת והידית מחוברים זה לזה ללא בידוד, ומבודדים מהאוויר של החדר ולכן שניהם בטמפרטורה אחידה וזהה. אין זרימה של חום מהמחבת לידית, ואין זרימת חום מהידית לחדר. מדובר בשיווי משקל תרמודינמי. כמו כן מדובר גם במצב יציב ביחס לטמפרטורה שכן הטמפרטורה של הידית לא משתנה. ייתכן גם מצב קיצון שני שבו הידית מבודדת לגמרי מהמחבת והיא בטמפרטורה של החדר. גם במצב זה אין זרימת חום מהמחבת לידית ואין זרימת חום מהידית לחדר. שוב מדובר בשיווי משקל וכן במצב יציב. כל המצבים שמהווים שיווי משקל הם בהכרח גם מצב יציב. לעומת זאת יש מצבים רבים שהם מצב יציב אבל לא שיווי משקל.  
   −
שתי נקודות הקיצון שתארנו הן לא הגיוניות בעולם אמיתי. קשה לבודד את המחבת והידית מהחדר, וקשה לבודד את הידית מהמחבת באופן מושלם. מצב שלישי אפשרי הוא שהידית מחוברת למחבת ללא בידוד אבל אינה מבודדת מהאויר. אם נדליק את האש מתחת למחבת הוא יתחמם ובהמשך חום יזרום מהמחבת אל הידית. לאחר זמן מה קצב זרימת החום מהמחבת אל הידית יהיה זהה לקצב זרימת החום מהידית אל האוויר. הידית תהיה קרה יותר ככל שמתרחקים מהמחבת. מערכת כזו לא תהיה בשיווי משקל אבל היא כן במצב יציב שכן בכל נקודה בידית הטמפרטורה לא משתנה על פני זמן. אפשרות נוספת שאפשר לדמיין היא מה שמתכננים של מחבתות מנסים להשיג - כלומר לחבר את הידית למחבת בצורה שלא תגרום לכוויה אצל מי שמתמש במחבת. הידית מחוברת למחבת אבל עם בידוד חום חלקי. אי אפשר לבצע בידוד מושלם אבל מנסים שכמות קטנה של חום תזרום מהמחבת אל הידית. לאחר זמן מה מגיעים גם במערכת זו למצב יציב - יש זרימה קטנה של חום מהמחבת לידית, והיה זהה בדיוק לזרימת החום מהידית אל האוויר. הטמפרטורה של הידית היא קרה מספיק במרחק מה מהמחבת, כך שנוכל לגעת בה בצורה בטוחה. [https://www.youtube.com/watch?v=_WqNTf17xZk]
+
שתי נקודות הקיצון שתארנו הן לא הגיוניות בעולם אמיתי. קשה לבודד את המחבת והידית מהחדר, וקשה לבודד את הידית מהמחבת באופן מושלם. מצב שלישי אפשרי הוא שהידית מחוברת למחבת ללא בידוד אבל אינה מבודדת מהאויר. אם נדליק את האש מתחת למחבת הוא יתחמם ובהמשך חום יזרום מהמחבת אל הידית. לאחר זמן מה קצב זרימת החום מהמחבת אל הידית יהיה זהה לקצב זרימת החום מהידית אל האוויר. הידית תהיה קרה יותר ככל שמתרחקים מהמחבת. מערכת כזו לא תהיה בשיווי משקל אבל היא כן במצב יציב שכן בכל נקודה בידית הטמפרטורה לא משתנה על פני זמן. אפשרות נוספת שאפשר לדמיין היא מה שמתכננים של מחבתות מנסים להשיג - כלומר לחבר את הידית למחבת בצורה שלא תגרום לכוויה אצל מי שמשתמש במחבת. הידית מחוברת למחבת אבל עם בידוד חום חלקי. אי אפשר לבצע בידוד מושלם אבל מנסים שכמות קטנה של חום תזרום מהמחבת אל הידית. לאחר זמן מה מגיעים גם במערכת זו למצב יציב - יש זרימה קטנה של חום מהמחבת לידית, והיה זהה בדיוק לזרימת החום מהידית אל האוויר. הטמפרטורה של הידית היא קרה מספיק במרחק מה מהמחבת, כך שנוכל לגעת בה בצורה בטוחה. [https://www.youtube.com/watch?v=_WqNTf17xZk]
    
==מצב יציב בכלכלה==
 
==מצב יציב בכלכלה==
שורה 29: שורה 29:  
==קישורים חיצוניים==
 
==קישורים חיצוניים==
 
* [http://en.wikipedia.org/wiki/Steady_state מצב יציב]  בוויקיפדיה האנגלית
 
* [http://en.wikipedia.org/wiki/Steady_state מצב יציב]  בוויקיפדיה האנגלית
* [https://www.youtube.com/watch?v=_WqNTf17xZk סרטון על ההבדל בין מצב יציב לבין שיווי משקל] פרופסור John Lienhard , מ- MIT חלק מסדרת סרטים על שווי משקל, 2013
+
* [https://www.youtube.com/watch?v=_WqNTf17xZk סרטון על ההבדל בין מצב יציב לבין שיווי משקל] פרופסור John Lienhard , מ-MIT חלק מסדרת סרטים על שווי משקל, 2013
 
* [http://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/physics/%D7%9E%D7%94%D7%95-%D7%9E%D7%A6%D7%91-%D7%99%D7%A6%D7%99%D7%91-quazi-equilibrium-%D7%91%D7%AA%D7%A8%D7%9E%D7%95%D7%93%D7%99%D7%A0%D7%90%D7%9E%D7%99%D7%A7%D7%94-%D7%95%D7%91%D7%9E%D7%94-%D7%94%D7%95%D7%90-%D7%A9%D7%95%D7%A0%D7%94-%D7%9E%D7%A9%D7%99%D7%95%D7%95%D7%99-%D7%94%D7%9E%D7%A9%D7%A7%D7%9C-%D7%A2%D7%A6%D7%9E%D7%95-%D7%98%D7%9C מהו מצב יציב (quazi- equilibrium) בתרמודינמיקה ובמה הוא שונה משיווי המשקל עצמו?] ניר קדם ותמר ילין, מכון ויצמן.  
 
* [http://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/physics/%D7%9E%D7%94%D7%95-%D7%9E%D7%A6%D7%91-%D7%99%D7%A6%D7%99%D7%91-quazi-equilibrium-%D7%91%D7%AA%D7%A8%D7%9E%D7%95%D7%93%D7%99%D7%A0%D7%90%D7%9E%D7%99%D7%A7%D7%94-%D7%95%D7%91%D7%9E%D7%94-%D7%94%D7%95%D7%90-%D7%A9%D7%95%D7%A0%D7%94-%D7%9E%D7%A9%D7%99%D7%95%D7%95%D7%99-%D7%94%D7%9E%D7%A9%D7%A7%D7%9C-%D7%A2%D7%A6%D7%9E%D7%95-%D7%98%D7%9C מהו מצב יציב (quazi- equilibrium) בתרמודינמיקה ובמה הוא שונה משיווי המשקל עצמו?] ניר קדם ותמר ילין, מכון ויצמן.  
  

תפריט ניווט