Ключовата разлика между енергията на деформация и енергията на изкривяване е, че енергията на деформация е свързана с обемната промяна в системата, докато енергията на изкривяване е свързана с промяната във формата на системата.
Термините енергия на деформация и енергия на изкривяване са свързани с физически системи. Можем да определим плътността на енергията на деформация в точка в твърдо вещество, като използваме два отделни компонента: енергия на деформация и енергия на изкривяване. Енергията на деформация е свързана с обемната промяна на системата, която разглеждаме, докато енергията на изкривяване е свързана с промяната във формата.
Какво е енергия на напрежение?
Енергията на деформация е еластичната потенциална енергия, която телта може да придобие по време на удължаване със сила на разтягане. Можем да дадем енергията на деформация на линейно еластични материали, както следва:
U=½ Vσε
Където U е енергия на деформация, σ е напрежение и ε е деформация. Когато разглеждаме молекулярното напрежение в молекулите, можем да наблюдаваме енергията на напрежението, която се освобождава, когато на съставните атоми се позволи да се пренаредят по време на химическа реакция. Тук външната работа, извършена върху еластично вещество, което го кара да претърпи изкривяване от неговото ненапрегнато състояние, се трансформира в енергия на напрежение. Енергията на деформация е вид потенциална енергия. Можем да наблюдаваме, че енергията на деформация, която идва под формата на еластична деформация, е възстановима, но под формата на механична работа.
Фигура 01: Диаграма на напрежение срещу деформация за пластичен материал
Например, циклопропанът има топлина на изгаряне, която е много висока (по-висока от пропана) за всяка допълнителна метилова единица (CH2 единица). Следователно, съединения с необичайно големи енергии на деформация включват тетраедрани, пропелани, кубаноподобни клъстери, фенестрани и циклофани.
Какво е енергия на изкривяване?
Енергията на изкривяване е вид енергия, която е отговорна за промяната във формата на веществото. Това е един от двата компонента на плътността на енергията на деформация, докато другият вид енергия е енергията на деформация. Можем да дадем тази връзка, както следва:
Ud=Uo – Uh
Където Ud е плътността на енергията на деформация, Uo е енергията на деформация и Uh е енергията на изкривяване. Можем да използваме това уравнение, за да изведем окончателното условие за повреда в зависимост от теорията на Von-mise.
Можем да опишем енергията на изкривяване като количество, което описва увеличаването на плътността на свободната енергия на вещество като течност или кристал. Тази промяна на свободната енергия възниква поради изкривяванията от равномерно подредената конфигурация на веществото. Този термин е известен още като свободната енергия на Франк, кръстен на учения Фредерик Чарлз Франк.
Каква е разликата между енергията на деформация и енергията на изкривяване?
Има два компонента на плътността на енергията на деформация на твърдо вещество: енергия на деформация и енергия на изкривяване. Енергията на деформация е еластичната потенциална енергия, която телта може да придобие по време на удължаване със сила на разтягане, докато енергията на изкривяване е вид енергия, която е отговорна за промяната във формата на веществото. Ключовата разлика между енергията на деформация и енергията на изкривяване е, че енергията на деформация е свързана с обемната промяна в системата, докато енергията на изкривяване е свързана с промяната във формата на системата. Освен това уравнението за енергията на деформация е U=½ Vσε, където U е енергията на деформация, σ е напрежението и ε е деформацията. Докато уравнението за енергията на изкривяване е Ud=Uo – Uh, където Ud е плътността на енергията на деформация.
Следващата инфографика обобщава разликите между енергията на деформация и енергията на изкривяване в таблична форма.
Обобщение – Енергия на напрежение срещу енергия на изкривяване
Има два компонента на плътността на енергията на деформация на твърдо вещество, наречена енергия на деформация и енергия на изкривяване. Ключовата разлика между енергията на деформация и енергията на изкривяване е, че енергията на деформация е свързана с обемната промяна в системата, докато енергията на изкривяване е свързана с промяната във формата на системата.
