Gərginlik enerjisi ilə təhrif enerjisi arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, deformasiya enerjisi sistemdəki həcm dəyişikliyi ilə, təhrif enerjisi isə sistemin formasının dəyişməsi ilə əlaqədardır.
Tərminlər, gərginlik enerjisi və təhrif enerjisi fiziki sistemlərlə bağlıdır. Biz iki ayrı komponentdən istifadə edərək bərk maddənin bir nöqtəsində gərginlik enerjisinin sıxlığını təyin edə bilərik: gərginlik enerjisi və təhrif enerjisi. Gərginlik enerjisi nəzərdən keçirdiyimiz sistemin həcm dəyişikliyi ilə, təhrif enerjisi isə forma dəyişikliyi ilə əlaqədardır.
Strain Energy nədir?
Gərginlik enerjisi telin dartma qüvvəsi ilə uzanma zamanı əldə edə biləcəyi elastik potensial enerjidir. Xətti elastik materialların deformasiya enerjisini aşağıdakı kimi verə bilərik:
U=½ Vσε
U gərginlik enerjisi olduğu halda, σ gərginlik və ε gərginlikdir. Molekullardakı molekulyar gərginliyi nəzərdən keçirərkən, kimyəvi reaksiya zamanı tərkib atomlarının yenidən qurulmasına icazə verildikdə sərbəst buraxılan gərginlik enerjisini müşahidə edə bilərik. Burada elastik maddə üzərində görülən və onun gərginliksiz vəziyyətindən təhrif edilməsinə səbəb olan xarici iş gərginlik enerjisinə çevrilir. Gərginlik enerjisi potensial enerji növüdür. Elastik deformasiya şəklində gələn gərginlik enerjisinin bərpa oluna bilən, lakin mexaniki iş şəklində olduğunu müşahidə edə bilərik.
Şəkil 01: Çevik material üçün gərginlik və gərginlik diaqramı
Məsələn, siklopropan hər bir əlavə metil vahidi (CH2 vahidi) üçün çox yüksək (propandan daha yüksək) olan yanma istiliyinə malikdir. Buna görə də, qeyri-adi dərəcədə böyük gərginlik enerjilərinə malik birləşmələrə tetraedranlar, propellanlar, kubabənzər klasterlər, fenestranalar və siklofanlar daxildir.
Təhrif Enerjisi nədir?
Təhrif enerjisi maddənin formasının dəyişməsindən məsul olan enerji növüdür. O, gərginlik enerjisi sıxlığının iki komponentindən biridir, digər enerji növü isə gərginlik enerjisidir. Bu əlaqəni aşağıdakı kimi verə bilərik:
Ud=Uo – Uh
Ud gərginlik enerjisinin sıxlığı olduğu halda, Uo gərginlik enerjisi və Uh təhrif enerjisidir. Von-mise nəzəriyyəsindən asılı olaraq uğursuzluğun son şərtini əldə etmək üçün bu tənlikdən istifadə edə bilərik.
Təhrif enerjisini maye və ya kristal kimi bir maddənin sərbəst enerji sıxlığında artımı təsvir edən kəmiyyət kimi təsvir edə bilərik. Bu sərbəst enerji dəyişikliyi maddənin bərabər düzülmüş konfiqurasiyasından gələn təhriflər səbəbindən baş verir. Bu termin həm də alim Frederik Çarlz Frankın adını daşıyan Frank sərbəst enerjisi kimi tanınır.
Gərginlik Enerjisi ilə Təhrif Enerjisi Arasındakı Fərq Nədir?
Bərk maddənin gərginlik enerjisi sıxlığının iki komponenti var: gərginlik enerjisi və təhrif enerjisi. Gərginlik enerjisi, telin uzanma qüvvəsi ilə uzanma zamanı əldə edə biləcəyi elastik potensial enerjidir, təhrif enerjisi isə maddənin formasının dəyişməsindən məsul olan enerji növüdür. Gərginlik enerjisi ilə təhrif enerjisi arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, gərginlik enerjisi sistemdəki həcm dəyişikliyi ilə, təhrif enerjisi isə sistemin formasının dəyişməsi ilə əlaqədardır. Üstəlik, gərginlik enerjisi üçün tənlik U=½ Vσε-dir, burada U gərginlik enerjisidir, σ gərginlikdir və ε gərginlikdir. Halbuki, təhrif enerjisi üçün tənlik Ud=Uo – Uh, burada Ud gərginlik enerjisinin sıxlığıdır.
Aşağıdakı infoqrafika gərginlik enerjisi ilə təhrif enerjisi arasındakı fərqləri cədvəl şəklində ümumiləşdirir.
Xülasə – Gərginlik Enerjisi və Təhrif Enerjisi
Bərk maddənin gərginlik enerjisi sıxlığının gərginlik enerjisi və təhrif enerjisi adlı iki komponenti vardır. Gərginlik enerjisi ilə təhrif enerjisi arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, deformasiya enerjisi sistemdəki həcm dəyişikliyi ilə, təhrif enerjisi isə sistemin formasının dəyişməsi ilə əlaqədardır.
