Nøgleforskellen mellem belastningsenergi og forvrængningsenergi er, at belastningsenergi er relateret til den volumetriske ændring i et system, hvorimod forvrængningsenergi er relateret til ændringen i formen af et system.
Begreberne belastningsenergi og forvrængningsenergi er relateret til fysiske systemer. Vi kan definere belastningsenergitæthed ved et punkt i et fast stof ved hjælp af to separate komponenter: belastningsenergi og forvrængningsenergi. Deformationsenergi er relateret til den volumetriske ændring af det system, vi overvejer, mens forvrængningsenergi er relateret til ændringen i form.
Hvad er Strain Energy?
Strain energi er den elastiske potentielle energi en ledning kan få under forlængelse med en strækkraft. Vi kan give tøjningsenergien for lineært elastiske materialer som følger:
U=½ Vσε
Hvor U er belastningsenergi, er σ stress og ε er belastning. Når vi betragter den molekylære stamme i molekyler, kan vi observere, at stammeenergien frigives, når de indgående atomer får lov til at omarrangere sig selv under en kemisk reaktion. Her omdannes det ydre arbejde, der udføres på et elastisk stof, der får det til at undergå forvrængning fra sin ubelastede tilstand, til belastningsenergi. Stammeenergi er en type potentiel energi. Vi kan observere, at belastningsenergi, der kommer i form af elastisk deformation, kan genvindes, men i form af mekanisk arbejde.
Figur 01: Stress vs Strain diagram for et duktilt materiale
For eksempel har cyclopropan en forbrændingsvarme, der er meget høj (højere end propan) for hver yderligere methylenhed (CH2-enhed). Derfor omfatter forbindelser med usædvanligt store belastningsenergier tetraedraner, propellaner, cuban-lignende klynger, fenestraner og cyclofaner.
Hvad er forvrængningsenergi?
Forvrængningsenergi er en type energi, der er ansvarlig for ændringen i formen af et stof. Det er en af de to komponenter af belastningsenergitæthed, hvorimod den anden energitype er belastningsenergi. Vi kan give dette forhold som følger:
Ud=Uo – Uh
Hvor Ud er belastningsenergitætheden, Uo er belastningsenergien og Uh er forvrængningsenergien. Vi kan bruge denne ligning til at udlede den endelige betingelse for fiasko afhængigt af Von-mises teori.
Vi kan beskrive forvrængningsenergi som en størrelse, der beskriver stigningen i den frie energitæthed af et stof, såsom en væske eller en krystal. Denne frie energiændring opstår på grund af forvrængningerne fra stoffets ensartede konfiguration. Dette udtryk er også kendt som Francks frie energi, opkaldt efter videnskabsmanden Frederick Charles Frank.
Hvad er forskellen mellem belastningsenergi og forvrængningsenergi?
Der er to komponenter i belastningsenergitætheden for et fast stof: belastningsenergi og forvrængningsenergi. Deformationsenergi er den elastiske potentielle energi, som en ledning kan opnå under forlængelse med en strækkraft, mens forvrængningsenergi er en type energi, der er ansvarlig for ændringen i formen af et stof. Den vigtigste forskel mellem belastningsenergi og forvrængningsenergi er, at belastningsenergi er relateret til den volumetriske ændring i et system, mens forvrængningsenergi er relateret til ændringen i formen af et system. Desuden er ligningen for tøjningsenergi U=½ Vσε, hvor U er tøjningsenergi, σ er spænding og ε er tøjning. Hvorimod ligningen for forvrængningsenergi er Ud=Uo – Uh, hvor Ud er tøjningsenergitætheden.
Den følgende infografik opsummerer forskellene mellem belastningsenergi og forvrængningsenergi i tabelform.
Opsummering – Strain Energy vs Distortion Energy
Der er to komponenter af belastningsenergitætheden for et fast stof, der hedder belastningsenergi og forvrængningsenergi. Den vigtigste forskel mellem belastningsenergi og forvrængningsenergi er, at belastningsenergi er relateret til den volumetriske ændring i et system, hvorimod forvrængningsenergi er relateret til ændringen i formen af et system.
