A fő különbség az alakváltozási energia és a torzítási energia között az, hogy az alakváltozási energia a rendszer térfogatváltozásához kapcsolódik, míg a torzítási energia a rendszer alakjának változásához.
A nyúlási energia és a torzítási energia kifejezések fizikai rendszerekkel kapcsolatosak. A nyúlási energiasűrűséget egy szilárd anyag egy pontjában két különálló komponens segítségével határozhatjuk meg: a deformációs energiát és a torzítási energiát. Az alakváltozási energia az általunk vizsgált rendszer térfogatváltozásával, míg a torzítási energia az alakváltozással függ össze.
Mi az a Strain Energy?
A nyúlási energia az a rugalmas potenciális energia, amelyet a huzal nyerhet a nyújtás során feszítő erővel. A lineárisan rugalmas anyagok alakváltozási energiáját a következőképpen adhatjuk meg:
U=½ Vσε
Ahol U az alakváltozási energia, σ a feszültség, ε pedig a deformáció. Ha figyelembe vesszük a molekulákban lévő molekulatörzseket, megfigyelhetjük, hogy mekkora alakváltozási energia szabadul fel, amikor az alkotó atomok átrendeződnek egy kémiai reakció során. Itt az elasztikus anyagon végzett külső munka, amely a feszültség nélküli állapotból való torzulást okozza, alakváltozási energiává alakul át. A törzsenergia a potenciális energia egy fajtája. Megfigyelhetjük, hogy a rugalmas alakváltozás formájában jelentkező alakváltozási energia visszanyerhető, de mechanikai munka formájában.
01. ábra: Feszültség és alakváltozás diagramja képlékeny anyaghoz
Például a ciklopropán égéshője nagyon magas (magasabb, mint a propáné) minden további metilegység (CH2 egység) esetében. Ezért a szokatlanul nagy alakváltozási energiájú vegyületek közé tartoznak a tetraéderek, propilánok, kubánszerű klaszterek, fenesztránok és ciklofánok.
Mi az a torzító energia?
A torzítási energia az energia olyan fajtája, amely egy anyag alakjának változásáért felelős. Ez az alakváltozási energiasűrűség két összetevőjének egyike, míg a másik energiatípus az alakváltozási energia. Ezt a kapcsolatot a következőképpen adhatjuk meg:
Ud=Uo – Uh
Ahol Ud az alakváltozási energiasűrűség, Uo az alakváltozási energia és Uh a torzítási energia. Ezzel az egyenlettel levezethetjük a kudarc végső feltételét a Von-mise elmélettől függően.
A torzítási energiát olyan mennyiségként írhatjuk le, amely leírja egy anyag, például folyadék vagy kristály szabadenergia-sűrűségének növekedését. Ez a szabadenergia-változás az anyag egyenletesen elrendezett konfigurációjából eredő torzulások miatt következik be. Ezt a kifejezést Franck szabad energiaként is ismerik, Frederick Charles Frank tudósról nevezték el.
Mi a különbség a deformációs energia és a torzítási energia között?
A szilárd anyag alakváltozási energiasűrűségének két összetevője van: az alakváltozási energia és a torzítási energia. A nyúlási energia az a rugalmas potenciális energia, amelyet a huzal a nyújtás során nyerhet húzóerővel, míg a torzítási energia egy olyan energiafajta, amely az anyag alakjának változásáért felelős. A fő különbség az alakváltozási energia és a torzítási energia között az, hogy az alakváltozási energia a rendszer térfogatváltozásához, míg a torzítási energia a rendszer alakjának változásához kapcsolódik. Ezenkívül az alakváltozási energia egyenlete U=½ Vσε, ahol U az alakváltozási energia, σ a feszültség és ε a deformáció. Míg a torzítási energia egyenlete: Ud=Uo – Uh, ahol Ud az alakváltozási energiasűrűség.
A következő infografika táblázatos formában foglalja össze az alakváltozási energia és a torzítási energia közötti különbségeket.
Összefoglaló – Strain Energy vs Distortion Energy
Egy szilárd anyag alakváltozási energiasűrűségének két összetevője van, az úgynevezett alakváltozási energia és torzítási energia. A fő különbség az alakváltozási energia és a torzítási energia között az, hogy az alakváltozási energia a rendszer térfogatváltozásához kapcsolódik, míg a torzítási energia a rendszer alakjának változásához.
