Nyckelskillnaden mellan töjningsenergi och distorsionsenergi är att töjningsenergi är relaterad till den volymetriska förändringen i ett system, medan distorsionsenergi är relaterad till förändringen i formen av ett system.
Termen, töjningsenergi och distorsionsenergi är relaterade till fysiska system. Vi kan definiera töjningsenergidensitet vid en punkt i ett fast ämne med hjälp av två separata komponenter: töjningsenergi och distorsionsenergi. Töjningsenergi är relaterad till den volymetriska förändringen av systemet vi överväger, medan distorsionsenergi är relaterad till förändringen i form.
Vad är Strain Energy?
Töjningsenergi är den elastiska potentiella energi en tråd kan få under förlängning med en sträckkraft. Vi kan ge töjningsenergin för linjärt elastiska material enligt följande:
U=½ Vσε
Där U är töjningsenergi, är σ stress och ε är töjning. När man överväger den molekylära stammen i molekyler, kan vi observera att stamenergin frigörs när de ingående atomerna tillåts omordna sig under en kemisk reaktion. Här omvandlas det yttre arbetet som görs på ett elastiskt ämne som får det att genomgå förvrängning från sitt obetonade tillstånd till spänningsenergi. Stamenergi är en typ av potentiell energi. Vi kan observera att töjningsenergi som kommer i form av elastisk deformation, är återvinningsbar men i form av mekaniskt arbete.
Figur 01: Stress vs töjningsdiagram för ett duktilt material
Till exempel har cyklopropan en förbränningsvärme som är mycket hög (högre än propan) för varje ytterligare metylenhet (CH2-enhet). Därför inkluderar föreningar som har ovanligt stora töjningsenergier tetraedraner, propellaner, kubaneliknande kluster, fenestraner och cyklofaner.
Vad är distorsionsenergi?
Distorsionsenergi är en typ av energi som är ansvarig för förändringen av ett ämnes form. Det är en av de två komponenterna i töjningsenergitätheten, medan den andra energitypen är töjningsenergi. Vi kan ge detta förhållande enligt följande:
Ud=Uo – Uh
Där Ud är töjningsenergitätheten, Uo är töjningsenergin och Uh är distorsionsenergin. Vi kan använda denna ekvation för att härleda slutvillkoret för misslyckande beroende på Von-mises teori.
Vi kan beskriva distorsionsenergi som en kvantitet som beskriver ökningen av den fria energitätheten för ett ämne som en vätska eller en kristall. Denna fria energiförändring uppstår på grund av distorsionerna från ämnets enhetligt inriktade konfiguration. Denna term är också känd som Francks fria energi, uppkallad efter vetenskapsmannen Frederick Charles Frank.
Vad är skillnaden mellan töjningsenergi och distorsionsenergi?
Det finns två komponenter i töjningsenergitätheten för ett fast ämne: töjningsenergi och distorsionsenergi. Töjningsenergi är den elastiska potentiella energin som en tråd kan få under förlängning med en sträckkraft medan distorsionsenergi är en typ av energi som är ansvarig för förändringen i formen av ett ämne. Den viktigaste skillnaden mellan töjningsenergi och distorsionsenergi är att töjningsenergi är relaterad till den volymetriska förändringen i ett system, medan distorsionsenergi är relaterad till förändringen i formen på ett system. Dessutom är ekvationen för töjningsenergi U=½ Vσε, där U är töjningsenergi, σ är spänning och ε är töjning. Medan ekvationen för distorsionsenergi är Ud=Uo – Uh där Ud är töjningsenergitätheten.
Följande infografik sammanfattar skillnaderna mellan töjningsenergi och distorsionsenergi i tabellform.
Sammanfattning – Strain Energy vs Distortion Energy
Det finns två komponenter i töjningsenergitätheten för ett fast ämne som heter töjningsenergi och distorsionsenergi. Den viktigaste skillnaden mellan töjningsenergi och distorsionsenergi är att töjningsenergi är relaterad till den volymetriska förändringen i ett system medan distorsionsenergi är relaterad till förändringen i formen på ett system.
