Чыноо энергиясы менен бурмалоо энергиясынын ортосундагы негизги айырма - деформация энергиясы системанын көлөмдүк өзгөрүшүнө байланыштуу, ал эми бурмалоо энергиясы системанын формасынын өзгөрүшүнө байланыштуу.
Терминдер, чыңалуу энергиясы жана бурмалоо энергиясы физикалык системаларга байланыштуу. Биз эки өзүнчө компонентти колдонуп, катуу заттын бир чекитинде штамм энергиясынын тыгыздыгын аныктай алабыз: штамм энергиясы жана бурмалоо энергиясы. Деформация энергиясы биз карап жаткан системанын көлөмдүк өзгөрүшүнө, ал эми бурмалоо энергиясы форманын өзгөрүшүнө байланыштуу.
Стрейн энергиясы деген эмне?
Чыналуунун энергиясы – зым созулган күч менен узартылганда ала турган серпилгич потенциалдык энергия. Сызыктуу серпилгич материалдардын чыңалуу энергиясын төмөнкүчө бере алабыз:
U=½ Vσε
Бул жерде U - чыңалуу энергиясы, σ - стресс жана ε - чыңалуу. Молекулалардагы молекулярдык штаммдарды карап жатканда, химиялык реакция учурунда түзүүчү атомдорго кайра жайгашууга уруксат берилгенде, бөлүнүп чыккан штамм энергиясын байкай алабыз. Бул жерде ийкемдүү заттын чыңалуусуз абалынан бурмаланышына алып келген сырткы иш чыңалуу энергиясына айланат. Штамм энергиясы потенциалдык энергиянын бир түрү. Серпилгич деформация түрүндө келген чыңалуу энергиясы калыбына келүүчү, бирок механикалык жумуш түрүндө экенин байкай алабыз.
01-сүрөт: Илимдүү материал үчүн чыңалуу жана чыңалуу диаграммасы
Мисалы, циклопропан ар бир кошумча метил бирдиги (CH2 бирдиги) үчүн өтө жогору (пропанга караганда жогору) күйүү жылуулукка ээ. Ошондуктан, адаттан тыш чоң штамм энергиясына ээ болгон кошулмалар тетраэдрандарды, пропелландарды, кубалык кластерлерди, фенестрандарды жана циклофандарды камтыйт.
Бормалоо энергиясы деген эмне?
Бурмалоо энергиясы – заттын формасынын өзгөрүшүнө жооп берген энергиянын бир түрү. Бул штамм энергиясы тыгыздыгынын эки компонентинин бири, ал эми башка энергия түрү штамм энергиясы. Бул байланышты төмөнкүчө бере алабыз:
Ud=Uo – Ух
Бул жерде Ud - деформация энергиясынын тыгыздыгы, Uo - деформация энергиясы жана Uh - бурмалоо энергиясы. Бул теңдемени Von-Mise теориясына жараша ийгиликсиздиктин акыркы шартын чыгаруу үчүн колдоно алабыз.
Биз бурмалоо энергиясын суюктук же кристалл сыяктуу заттын эркин энергиянын тыгыздыгынын өсүшүн сүрөттөгөн чоңдук катары сүрөттөй алабыз. Бул эркин энергиянын өзгөрүшү заттын бирдей тегизделген конфигурациясынын бурмаланышынан улам пайда болот. Бул термин илимпоз Фредерик Чарльз Фрэнктин аты менен аталган Франк бош энергиясы катары да белгилүү.
Штаммды энергия менен бурмалоо энергиясынын ортосунда кандай айырма бар?
Катуу заттын деформация энергиясынын тыгыздыгынын эки компоненти бар: деформация энергиясы жана бурмалоо энергиясы. Чыңалуу энергиясы - бул зым созулган күч менен узартуу учурунда ала турган серпилгич потенциалдык энергия, ал эми бурмалоо энергиясы - заттын формасынын өзгөрүшүнө жооптуу болгон энергиянын бир түрү. Штамм энергиясы менен бурмалоо энергиясынын ортосундагы негизги айырма - штамм энергиясы системадагы көлөмдүк өзгөрүүгө байланыштуу, ал эми бурмалоо энергиясы системанын формасынын өзгөрүшүнө байланыштуу. Мындан тышкары, деформация энергиясы үчүн теңдеме U=½ Vσε, мында U - деформация энергиясы, σ - стресс жана ε - деформация. Ал эми бурмалоо энергиясы үчүн теңдеме Ud=Uo - Uh, мында Ud - штамм энергиясынын тыгыздыгы.
Төмөнкү инфографика штамм энергиясы менен бурмалоо энергиясынын ортосундагы айырмачылыктарды таблица түрүндө жалпылайт.
Кыскача маалымат – чыңалуу энергиясы менен бурмалоо энергиясы
Деформация энергиясы жана бурмалоо энергиясы деп аталган катуу заттын штамм энергиясынын тыгыздыгынын эки компоненти бар. Деформация энергиясы менен бурмалоо энергиясынын ортосундагы негизги айырма, деформация энергиясы системанын көлөмдүк өзгөрүшүнө байланыштуу, ал эми бурмалоо энергиясы системанын формасынын өзгөрүшүнө байланыштуу.
