Деформация энергиясы мен бұрмалану энергиясының негізгі айырмашылығы мынада: деформация энергиясы жүйедегі көлемдік өзгеріске байланысты, ал бұрмалану энергиясы жүйе пішінінің өзгеруіне байланысты.
Терминдер, деформация энергиясы және бұрмалану энергиясы физикалық жүйелерге қатысты. Біз екі бөлек құрамдас бөлікті пайдалана отырып, қатты заттың нүктесіндегі деформация энергиясының тығыздығын анықтай аламыз: деформация энергиясы және бұрмалану энергиясы. Деформация энергиясы біз қарастырып отырған жүйенің көлемдік өзгеруіне байланысты, ал бұрмалану энергиясы пішіннің өзгеруіне байланысты.
Штамм энергиясы дегеніміз не?
Тернеу энергиясы – созылу күшімен созылу кезінде сым алуы мүмкін серпімді потенциалдық энергия. Сызықтық серпімді материалдардың деформация энергиясын келесідей бере аламыз:
U=½ Vσε
Мұндағы U - кернеу энергиясы, σ - кернеу және ε - деформация. Молекулалардағы молекулярлық штаммдарды қарастырғанда, химиялық реакция кезінде құрамдас атомдардың қайта реттелуіне рұқсат етілгенде, бөлінетін деформация энергиясын байқауға болады. Мұнда серпімді заттың кернеусіз күйінен бұрмалануына әкелетін сыртқы жұмысы деформация энергиясына айналады. Деформация энергиясы потенциалдық энергияның бір түрі болып табылады. Серпімді деформация түрінде келетін деформация энергиясы қалпына келетін, бірақ механикалық жұмыс түрінде болатынын байқаймыз.
01-сурет: Иілгіш материал үшін кернеу мен деформация диаграммасы
Мысалы, циклопропанның әрбір қосымша метил бірлігі (CH2 бірлігі) үшін өте жоғары (пропаннан жоғары) жану жылуы бар. Сондықтан әдеттен тыс үлкен деформациялық энергияға ие қосылыстарға тетраэдрандар, пропелландар, куб тәрізді шоғырлар, фенестрандар және циклофандар жатады.
Бұрмалау энергиясы дегеніміз не?
Бұрмалау энергиясы – зат пішінінің өзгеруіне жауап беретін энергия түрі. Бұл деформация энергиясының тығыздығының екі құрамдас бөлігінің бірі, ал басқа энергия түрі деформация энергиясы. Бұл қатынасты келесідей бере аламыз:
Ud=Uo – Uh
Мұндағы Ud – деформация энергиясының тығыздығы, Uo – деформация энергиясы және Uh – бұрмалану энергиясы. Біз бұл теңдеуді Von-Mise теориясына байланысты сәтсіздіктің соңғы шартын шығару үшін пайдалана аламыз.
Бұрмалау энергиясын сұйықтық немесе кристал сияқты заттың бос энергия тығыздығының жоғарылауын сипаттайтын шама ретінде сипаттай аламыз. Бұл еркін энергияның өзгеруі заттың біркелкі реттелген конфигурациясының бұрмалануына байланысты болады. Бұл термин сонымен қатар ғалым Фредерик Чарльз Фрэнктің атымен аталған Франк бос энергиясы ретінде белгілі.
Деформация энергиясы мен бұрмалану энергиясының айырмашылығы неде?
Қатты заттың деформация энергиясының тығыздығының екі компоненті бар: деформация энергиясы және бұрмалану энергиясы. Деформация энергиясы - бұл сым созылу күшімен созылу кезінде ала алатын серпімді потенциалдық энергия, ал бұрмалану энергиясы - зат пішінінің өзгеруіне жауап беретін энергия түрі. Деформация энергиясы мен бұрмалану энергиясының негізгі айырмашылығы мынада: деформация энергиясы жүйедегі көлемдік өзгеріске байланысты, ал бұрмалану энергиясы жүйе пішінінің өзгеруіне байланысты. Сонымен қатар, деформация энергиясының теңдеуі U=½ Vσε, мұнда U - деформация энергиясы, σ - кернеу және ε - деформация. Ал бұрмалану энергиясының теңдеуі Ud=Uo – Uh, мұнда Ud – деформация энергиясының тығыздығы.
Келесі инфографикада деформация энергиясы мен бұрмалану энергиясы арасындағы кестелік түрдегі айырмашылықтар жинақталған.
Қорытынды – кернеу энергиясы мен бұрмалану энергиясы
Қатты заттың деформация энергиясы тығыздығының деформация энергиясы және бұрмалану энергиясы деп аталатын екі компоненті бар. Деформация энергиясы мен бұрмалану энергиясының негізгі айырмашылығы мынада: деформация энергиясы жүйедегі көлемдік өзгеріске байланысты, ал бұрмалану энергиясы жүйе пішінінің өзгеруіне байланысты.
