Kluczowa różnica między energią odkształcenia a energią odkształcenia polega na tym, że energia odkształcenia jest związana ze zmianą objętości w układzie, podczas gdy energia odkształcenia jest związana ze zmianą kształtu układu.
Pojęcia, energia odkształcenia i energia odkształcenia są związane z systemami fizycznymi. Gęstość energii odkształcenia w punkcie ciała stałego możemy określić za pomocą dwóch oddzielnych składników: energii odkształcenia i energii odkształcenia. Energia odkształcenia związana jest ze zmianą objętości rozważanego układu, natomiast energia odkształcenia związana jest ze zmianą kształtu.
Co to jest energia odkształcenia?
Energia odkształcenia to potencjalna energia sprężystości, którą drut może uzyskać podczas wydłużania z siłą rozciągającą. Energię odkształcenia materiałów liniowo elastycznych możemy podać w następujący sposób:
U=½ Vσε
Gdzie U jest energią odkształcenia, σ jest naprężeniem, a ε jest odkształceniem. Rozważając naprężenie molekularne w cząsteczkach, możemy zaobserwować energię naprężenia, która jest uwalniana, gdy atomy składowe mogą zmieniać się podczas reakcji chemicznej. Tutaj zewnętrzna praca wykonana na elastycznej substancji, która powoduje jej zniekształcenie ze stanu nienaprężonego, przekształca się w energię odkształcenia. Energia odkształcenia jest rodzajem energii potencjalnej. Możemy zaobserwować, że energia odkształcenia, która ma postać odkształcenia sprężystego, jest odzyskiwalna, ale w postaci pracy mechanicznej.
Rysunek 01: Wykres naprężenia w funkcji odkształcenia dla materiału ciągliwego
Na przykład cyklopropan ma ciepło spalania, które jest bardzo wysokie (większe niż propan) na każdą dodatkową jednostkę metylową (jednostka CH2). Dlatego związki o niezwykle dużej energii odkształcenia obejmują tetraedryny, propelany, klastry kubańskie, fenestrany i cyklofany.
Co to jest energia zniekształceń?
Energia zniekształceń to rodzaj energii, który jest odpowiedzialny za zmianę kształtu substancji. Jest to jeden z dwóch składników gęstości energii odkształcenia, natomiast drugim rodzajem energii jest energia odkształcenia. Możemy podać tę zależność w następujący sposób:
Ud=Uo – Uh
Gdzie Ud jest gęstością energii odkształcenia, Uo jest energią odkształcenia, a Uh jest energią odkształcenia. Możemy użyć tego równania, aby wyprowadzić ostateczny warunek awarii w zależności od teorii Von-mise'a.
Możemy opisać energię zniekształceń jako wielkość, która opisuje wzrost gęstości energii swobodnej substancji takiej jak ciecz lub kryształ. Ta zmiana energii swobodnej następuje z powodu zniekształceń z jednorodnie wyrównanej konfiguracji substancji. Termin ten jest również znany jako energia swobodna Francka, nazwany na cześć naukowca Fredericka Charlesa Franka.
Jaka jest różnica między energią odkształcenia a energią zniekształceń?
Istnieją dwa składniki gęstości energii odkształcenia substancji stałej: energia odkształcenia i energia odkształcenia. Energia odkształcenia to potencjalna energia sprężystości, którą drut może uzyskać podczas wydłużania z siłą rozciągania, natomiast energia odkształcenia jest rodzajem energii, który odpowiada za zmianę kształtu substancji. Kluczowa różnica między energią odkształcenia a energią odkształcenia polega na tym, że energia odkształcenia jest związana ze zmianą objętości w układzie, natomiast energia odkształcenia jest związana ze zmianą kształtu układu. Ponadto równanie na energię odkształcenia to U=½ Vσε, gdzie U jest energią odkształcenia, σ jest naprężeniem, a ε jest odkształceniem. Natomiast równanie na energię odkształcenia to Ud=Uo – Uh gdzie Ud jest gęstością energii odkształcenia.
Poniższa infografika podsumowuje różnice między energią odkształcenia a energią odkształcenia w formie tabelarycznej.
Podsumowanie – Energia odkształcenia a energia zniekształceń
Istnieją dwa składniki gęstości energii odkształcenia substancji stałej zwane energią odkształcenia i energią odkształcenia. Kluczowa różnica między energią odkształcenia a energią odkształcenia polega na tym, że energia odkształcenia jest związana ze zmianą objętości w układzie, podczas gdy energia odkształcenia jest związana ze zmianą kształtu układu.
