Ključna razlika između energije deformacije i energije izobličenja je ta što je energija deformacije povezana sa zapreminskom promjenom u sistemu, dok je energija izobličenja povezana s promjenom oblika sistema.
Izrazi, energija deformacije i energija izobličenja odnose se na fizičke sisteme. Možemo definirati gustinu energije deformacije u nekoj tački u čvrstoj tvari koristeći dvije odvojene komponente: energiju deformacije i energiju izobličenja. Energija deformacije povezana je sa volumetrijskom promjenom sistema koji razmatramo, dok je energija izobličenja povezana s promjenom oblika.
Šta je energija naprezanja?
Energija deformacije je elastična potencijalna energija koju žica može dobiti tokom istezanja sa silom istezanja. Energiju deformacije linearno elastičnih materijala možemo dati na sljedeći način:
U=½ Vσε
Gdje je U energija deformacije, σ je napon, a ε deformacija. Kada razmatramo molekularnu deformaciju u molekulima, možemo promatrati energiju deformacije koja se oslobađa kada se sastavnim atomima dozvoli da se preurede tokom kemijske reakcije. Ovdje se vanjski rad obavljen na elastičnoj supstanci koji uzrokuje da se ona izobliči iz nenapregnutog stanja pretvara u energiju deformacije. Energija deformacije je vrsta potencijalne energije. Možemo primijetiti da se energija deformacije koja dolazi u obliku elastične deformacije, može povratiti, ali u obliku mehaničkog rada.
Slika 01: Dijagram naprezanja u odnosu na deformaciju za duktilni materijal
Na primer, ciklopropan ima toplotu sagorevanja koja je veoma visoka (veća od propana) za svaku dodatnu metil jedinicu (CH2 jedinica). Stoga, spojevi koji imaju neuobičajeno veliku energiju deformacije uključuju tetraedre, propelane, klastere nalik kubanu, fenestrane i ciklofane.
Šta je energija distorzije?
Energija distorzije je vrsta energije koja je odgovorna za promjenu oblika supstance. To je jedna od dvije komponente gustine energije deformacije, dok je druga vrsta energije energija deformacije. Ovaj odnos možemo dati na sljedeći način:
Ud=Uo – Uh
Gdje je Ud gustoća energije deformacije, Uo je energija deformacije, a Uh je energija izobličenja. Ovu jednačinu možemo koristiti da izvedemo konačni uslov za neuspjeh u zavisnosti od Von-mise teorije.
Energiju izobličenja možemo opisati kao veličinu koja opisuje povećanje gustine slobodne energije supstance kao što je tečnost ili kristal. Ova promjena slobodne energije nastaje zbog izobličenja iz ravnomjerno usklađene konfiguracije tvari. Ovaj izraz je također poznat kao slobodna energija Francka, nazvan po naučniku Fredericku Charlesu Franku.
Koja je razlika između energije naprezanja i energije distorzije?
Postoje dvije komponente gustine energije deformacije čvrste supstance: energija deformacije i energija izobličenja. Energija deformacije je elastična potencijalna energija koju žica može dobiti tokom istezanja sa silom istezanja, dok je energija izobličenja vrsta energije koja je odgovorna za promjenu oblika tvari. Ključna razlika između energije deformacije i energije distorzije je u tome što je energija deformacije povezana sa zapreminskom promjenom u sistemu, dok je energija izobličenja povezana s promjenom oblika sistema. Štaviše, jednadžba za energiju deformacije je U=½ Vσε, gdje je U energija deformacije, σ naprezanje, a ε deformacija. Dok je jednadžba za energiju izobličenja Ud=Uo – Uh gdje je Ud gustoća energije deformacije.
Sljedeća infografika sumira razlike između energije deformacije i energije izobličenja u obliku tabele.
Sažetak – energija naprezanja vs energija distorzije
Postoje dvije komponente gustine energije deformacije čvrste supstance pod nazivom energija deformacije i energija izobličenja. Ključna razlika između energije deformacije i energije izobličenja je ta što je energija deformacije povezana sa zapreminskom promjenom u sistemu, dok je energija izobličenja povezana s promjenom oblika sistema.
