Ороомог энерги ба гажуудлын энерги хоёрын гол ялгаа нь деформацийн энерги нь системийн эзлэхүүний өөрчлөлттэй, харин гажуудлын энерги нь системийн хэлбэрийн өөрчлөлттэй холбоотой байдагт оршино.
Нэр томьёо, хүчдэлийн энерги ба гажуудлын энерги нь физик системтэй холбоотой. Бид хатуу бодисын нэг цэг дэх омог энергийн нягтыг хоёр тусдаа бүрэлдэхүүн хэсэг ашиглан тодорхойлж болно: омог энерги ба гажуудлын энерги. Хүчдэлийн энерги нь бидний авч үзэж буй системийн эзлэхүүний өөрчлөлттэй холбоотой бол гажуудлын энерги нь хэлбэрийн өөрчлөлттэй холбоотой.
Страйн энерги гэж юу вэ?
Хуралтын энерги гэдэг нь суналтын хүчээр утсыг сунгах явцад олж авч болох уян харимхай потенциал энерги юм. Шугаман уян хатан материалын суналтын энергийг бид дараах байдлаар өгч болно:
U=½ Vσε
U нь хүчдэлийн энерги, σ нь стресс, ε нь ачаалал юм. Молекул дахь молекулын омгийг авч үзэхэд химийн урвалын үед бүрдүүлэгч атомууд өөрсдийгөө дахин зохион байгуулахыг зөвшөөрөх үед ялгарах омгийн энергийг ажиглаж болно. Энд уян харимхай бодис дээр гүйцэтгэсэн гадаад ажил нь стрессгүй байдлаасаа гажуудал үүсгэдэг. Хүчний энерги нь боломжит энергийн нэг төрөл юм. Бид уян хатан хэв гажилт хэлбэрээр гарч ирдэг суналтын энерги нь нөхөн сэргээгдэх боловч механик ажлын хэлбэрээр байгааг харж болно.
Зураг 01: Уян материалд зориулсан хүчдэл ба суналтын диаграм
Жишээ нь, циклопропан нь нэмэлт метилийн нэгж (CH2 нэгж) бүрт маш өндөр (пропанаас өндөр) шаталтын дулаантай байдаг. Иймээс ер бусын их хүчдэлийн энергитэй нэгдлүүдэд тетраэдран, пропеллан, куб шиг бөөгнөрөл, фенестран, циклофан орно.
Гажилтын энерги гэж юу вэ?
Гажилтын энерги нь бодисын хэлбэрийг өөрчлөх үүрэгтэй энергийн нэг төрөл юм. Энэ нь омог энергийн нягтын хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийн нэг бөгөөд нөгөө төрлийн энерги нь омог энерги юм. Бид энэ хамаарлыг дараах байдлаар өгч болно:
Ud=Uo – Өө
Энд Ud нь омог энергийн нягт, Uo нь хүчдэлийн энерги, Uh нь гажилтын энерги юм. Бид Von-Mise онолоос хамааран бүтэлгүйтлийн эцсийн нөхцөлийг гаргаж авахын тулд энэ тэгшитгэлийг ашиглаж болно.
Бид гажуудлын энергийг шингэн эсвэл болор зэрэг бодисын чөлөөт энергийн нягтын өсөлтийг тодорхойлсон хэмжигдэхүүн гэж тодорхойлж болно. Энэхүү чөлөөт энергийн өөрчлөлт нь бодисын жигд тохируулсан тохиргооны гажуудлаас болж үүсдэг. Энэ нэр томъёог эрдэмтэн Фредерик Чарльз Фрэнкийн нэрээр нэрлэсэн Франкийн чөлөөт энерги гэж бас нэрлэдэг.
Хамгийн энерги ба гажуудлын энерги хоёрын ялгаа юу вэ?
Хатуу бодисын омог энергийн нягтын хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг байдаг: деформацийн энерги ба гажуудлын энерги. Сунгах энерги нь суналтын хүчээр утсыг сунгах явцад олж авч болох уян хатан потенциал энерги бөгөөд гажуудлын энерги нь бодисын хэлбэрийг өөрчлөх үүрэгтэй энергийн нэг төрөл юм. Тархалтын энерги ба гажуудлын энерги хоёрын гол ялгаа нь омог энерги нь системийн эзлэхүүний өөрчлөлттэй холбоотой байдаг бол гажуудлын энерги нь системийн хэлбэрийн өөрчлөлттэй холбоотой байдаг. Түүгээр ч зогсохгүй, хүчдэлийн энергийн тэгшитгэл нь U=½ Vσε бөгөөд U нь хүчдэлийн энерги, σ нь хүчдэл, ε нь хүчдэл юм. Харин гажилтын энергийн тэгшитгэл нь Ud=Uo – Uh, энд Ud нь омог энергийн нягт юм.
Дараах инфографик нь хүчдэлийн энерги ба гажуудлын энергийн ялгааг хүснэгт хэлбэрээр нэгтгэн харуулав.
Хураангуй – Ороомог энерги ба гажуудлын энерги
Хатуу бодисын деформацийн энергийн нягтын хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг нь деформацийн энерги ба гажуудлын энерги юм. Деформацийн энерги ба гажуудлын энерги хоёрын гол ялгаа нь деформацийн энерги нь системийн эзэлхүүний өөрчлөлттэй, харин гажилтын энерги нь системийн хэлбэрийн өөрчлөлттэй холбоотой байдагт оршино.
