Nøkkelforskjellen mellom tøyningsenergi og forvrengningsenergi er at tøyningsenergi er relatert til den volumetriske endringen i et system, mens forvrengningsenergi er relatert til endringen i formen til et system.
Begrepene, tøyningsenergi og forvrengningsenergi er relatert til fysiske systemer. Vi kan definere tøyningsenergitetthet ved et punkt i et fast stoff ved å bruke to separate komponenter: tøyningsenergi og forvrengningsenergi. Tøyningsenergi er relatert til den volumetriske endringen av systemet vi vurderer, mens forvrengningsenergi er relatert til endringen i form.
Hva er Strain Energy?
Strekkenergi er den elastiske potensielle energien en ledning kan få under forlengelse med en strekkkraft. Vi kan gi tøyningsenergien til lineært elastiske materialer som følger:
U=½ Vσε
Der U er belastningsenergi, er σ stress og ε er belastning. Når vi vurderer den molekylære belastningen i molekyler, kan vi observere belastningsenergien som frigjøres når de inngående atomene får lov til å omorganisere seg under en kjemisk reaksjon. Her forvandles det ytre arbeidet som gjøres på et elastisk stoff som får det til å gjennomgå forvrengning fra sin ubelastede tilstand til belastningsenergi. Spennenergi er en type potensiell energi. Vi kan observere at tøyningsenergi som kommer i form av elastisk deformasjon, er utvinnbar, men i form av mekanisk arbeid.
Figur 01: Stress vs. tøyningsdiagram for et duktilt materiale
For eksempel har cyklopropan en forbrenningsvarme som er veldig høy (høyere enn propan) for hver ekstra metylenhet (CH2-enhet). Derfor inkluderer forbindelser som har uvanlig store tøyningsenergier tetraedraner, propellaner, cuban-lignende klynger, fenestraner og cyklofaner.
Hva er forvrengningsenergi?
Forvrengningsenergi er en type energi som er ansvarlig for endringen i formen til et stoff. Det er en av de to komponentene i belastningsenergitetthet, mens den andre energitypen er belastningsenergi. Vi kan gi dette forholdet som følger:
Ud=Uo – Uh
Hvor Ud er tøyningsenergitettheten, Uo er tøyningsenergien og Uh er forvrengningsenergien. Vi kan bruke denne ligningen til å utlede den endelige betingelsen for feil, avhengig av Von-mise-teorien.
Vi kan beskrive forvrengningsenergi som en størrelse som beskriver økningen i den frie energitettheten til et stoff som en væske eller en krystall. Denne frie energiendringen skjer på grunn av forvrengningene fra stoffets jevnt justerte konfigurasjon. Dette begrepet er også kjent som Francks frie energi, oppk alt etter vitenskapsmannen Frederick Charles Frank.
Hva er forskjellen mellom belastningsenergi og forvrengningsenergi?
Det er to komponenter av tøyningsenergitettheten til et fast stoff: tøyningsenergi og forvrengningsenergi. Tøyningsenergi er den elastiske potensielle energien som en ledning kan få under forlengelse med en strekkkraft, mens forvrengningsenergi er en type energi som er ansvarlig for endringen i formen til et stoff. Den viktigste forskjellen mellom belastningsenergi og forvrengningsenergi er at belastningsenergi er relatert til den volumetriske endringen i et system, mens forvrengningsenergi er relatert til endringen i formen til et system. Dessuten er ligningen for tøyningsenergi U=½ Vσε, der U er tøyningsenergi, σ er spenning og ε er tøyning. Mens ligningen for forvrengningsenergi er Ud=Uo – Uh hvor Ud er tøyningsenergitettheten.
Den følgende infografikken oppsummerer forskjellene mellom tøyningsenergi og forvrengningsenergi i tabellform.
Summary – Strain Energy vs Distortion Energy
Det er to komponenter av tøyningsenergitettheten til et fast stoff k alt tøyningsenergi og forvrengningsenergi. Den viktigste forskjellen mellom tøyningsenergi og forvrengningsenergi er at tøyningsenergi er relatert til den volumetriske endringen i et system, mens forvrengningsenergi er relatert til endringen i formen til et system.
