Het belangrijkste verschil tussen rekenergie en vervormingsenergie is dat rekenergie gerelateerd is aan de volumetrische verandering in een systeem, terwijl vervormingsenergie gerelateerd is aan de verandering in de vorm van een systeem.
De termen spanningsenergie en vervormingsenergie hebben betrekking op fysieke systemen. We kunnen de rekenergiedichtheid op een punt in een vaste stof definiëren met behulp van twee afzonderlijke componenten: rekenergie en vervormingsenergie. Spanningsenergie is gerelateerd aan de volumetrische verandering van het systeem dat we overwegen, terwijl vervormingsenergie gerelateerd is aan de verandering in vorm.
Wat is spanningsenergie?
Rekenergie is de elastische potentiële energie die een draad kan krijgen tijdens verlenging met een rekkracht. We kunnen de rekenergie van lineair elastische materialen als volgt geven:
U=½ Vσε
Waar U spanningsenergie is, is σ spanning en is spanning. Als we kijken naar de moleculaire spanning in moleculen, kunnen we de spanningsenergie waarnemen die vrijkomt wanneer de samenstellende atomen zichzelf opnieuw kunnen rangschikken tijdens een chemische reactie. Hier wordt het externe werk dat wordt gedaan aan een elastische substantie die ervoor zorgt dat deze vervorming ondergaat vanuit zijn onbeklemtoonde toestand, omgezet in spanningsenergie. Spanningsenergie is een soort potentiële energie. We kunnen zien dat rekenergie die in de vorm van elastische vervorming komt, kan worden teruggewonnen, maar in de vorm van mechanische arbeid.
Figuur 01: Spanning versus rekdiagram voor een nodulair materiaal
Cyclopropaan heeft bijvoorbeeld een verbrandingswarmte die erg hoog is (hoger dan propaan) voor elke extra methyleenheid (CH2-eenheid). Daarom omvatten verbindingen met ongewoon grote spanningsenergieën tetraëders, propellanen, cubaanachtige clusters, fenestranen en cyclofanen.
Wat is vervormingsenergie?
Vervormingsenergie is een soort energie die verantwoordelijk is voor de verandering in de vorm van een stof. Het is een van de twee componenten van rekenergiedichtheid, terwijl het andere energietype rekenergie is. We kunnen deze relatie als volgt geven:
Ud=Uo – Uh
Waar Ud de rekenergiedichtheid is, Uo de rekenergie en Uh de vervormingsenergie. We kunnen deze vergelijking gebruiken om de uiteindelijke voorwaarde voor falen af te leiden, afhankelijk van de Von-mise-theorie.
We kunnen vervormingsenergie beschrijven als een hoeveelheid die de toename van de vrije energiedichtheid van een stof zoals een vloeistof of een kristal beschrijft. Deze verandering van vrije energie treedt op als gevolg van de vervormingen van de uniform uitgelijnde configuratie van de stof. Deze term staat ook bekend als de vrije energie van Franck, genoemd naar de wetenschapper Frederick Charles Frank.
Wat is het verschil tussen spanningsenergie en vervormingsenergie?
Er zijn twee componenten van de rekenergiedichtheid van een vaste stof: rekenergie en vervormingsenergie. Spanningsenergie is de elastische potentiële energie die een draad kan krijgen tijdens verlenging met een rekkracht, terwijl vervormingsenergie een soort energie is die verantwoordelijk is voor de verandering in de vorm van een stof. Het belangrijkste verschil tussen rekenergie en vervormingsenergie is dat rekenergie gerelateerd is aan de volumetrische verandering in een systeem, terwijl vervormingsenergie gerelateerd is aan de verandering in de vorm van een systeem. Bovendien is de vergelijking voor rekenergie U=½ Vσε, waarbij U rekenergie is, σ spanning is en ε rek is. Terwijl de vergelijking voor vervormingsenergie Ud=Uo - Uh is, waarbij Ud de spanningsenergiedichtheid is.
De volgende infographic vat de verschillen tussen spanningsenergie en vervormingsenergie in tabelvorm samen.
Samenvatting – Spanningsenergie versus vervormingsenergie
Er zijn twee componenten van de spanningsenergiedichtheid van een vaste stof genaamd spanningsenergie en vervormingsenergie. Het belangrijkste verschil tussen spanningsenergie en vervormingsenergie is dat spanningsenergie gerelateerd is aan de volumetrische verandering in een systeem, terwijl vervormingsenergie gerelateerd is aan de verandering in de vorm van een systeem.
