La diferencia clave entre la energía de deformación y la energía de distorsión es que la energía de deformación está relacionada con el cambio volumétrico en un sistema, mientras que la energía de distorsión está relacionada con el cambio en la forma de un sistema.
Los términos energía de tensión y energía de distorsión están relacionados con los sistemas físicos. Podemos definir la densidad de energía de deformación en un punto de una sustancia sólida usando dos componentes separados: energía de deformación y energía de distorsión. La energía de deformación está relacionada con el cambio volumétrico del sistema que estamos considerando, mientras que la energía de distorsión está relacionada con el cambio de forma.
¿Qué es Strain Energy?
La energía de deformación es la energía potencial elástica que un alambre puede ganar durante el alargamiento con una fuerza de estiramiento. Podemos dar la energía de deformación de materiales linealmente elásticos de la siguiente manera:
U=½ Vσε
Donde U es energía de deformación, σ es tensión y ε es deformación. Al considerar la tensión molecular en las moléculas, podemos observar la energía de tensión que se libera cuando se permite que los átomos constituyentes se reorganicen durante una reacción química. Aquí, el trabajo externo realizado sobre una sustancia elástica que hace que se distorsione desde su estado no tensionado se transforma en energía de deformación. La energía de deformación es un tipo de energía potencial. Podemos observar que la energía de deformación que viene en forma de deformación elástica, es recuperable pero en forma de trabajo mecánico.
Figura 01: Diagrama de tensión frente a deformación para un material dúctil
Por ejemplo, el ciclopropano tiene un calor de combustión muy alto (más alto que el propano) por cada unidad de metilo adicional (unidad CH2). Por lo tanto, los compuestos que tienen energías de deformación inusualmente grandes incluyen tetraedros, propelanos, grupos de tipo cubano, fenestranos y ciclofanos.
¿Qué es la energía de distorsión?
La energía de distorsión es un tipo de energía responsable del cambio en la forma de una sustancia. Es uno de los dos componentes de la densidad de energía de deformación, mientras que el otro tipo de energía es la energía de deformación. Podemos dar esta relación de la siguiente manera:
Ud=Uo – Uh
Donde Ud es la densidad de energía de deformación, Uo es la energía de deformación y Uh es la energía de distorsión. Podemos usar esta ecuación para derivar la condición final de falla según la teoría de Von-mise.
Podemos describir la energía de distorsión como una cantidad que describe el aumento en la densidad de energía libre de una sustancia, como un líquido o un cristal. Este cambio de energía libre ocurre debido a las distorsiones de la configuración uniformemente alineada de la sustancia. Este término también se conoce como la energía libre de Franck, en honor al científico Frederick Charles Frank.
¿Cuál es la diferencia entre la energía de tensión y la energía de distorsión?
Hay dos componentes de la densidad de energía de deformación de una sustancia sólida: energía de deformación y energía de distorsión. La energía de deformación es la energía potencial elástica que un alambre puede ganar durante el alargamiento con una fuerza de estiramiento, mientras que la energía de distorsión es un tipo de energía responsable del cambio en la forma de una sustancia. La diferencia clave entre la energía de deformación y la energía de distorsión es que la energía de deformación está relacionada con el cambio volumétrico en un sistema, mientras que la energía de distorsión está relacionada con el cambio en la forma de un sistema. Además, la ecuación para la energía de deformación es U=½ Vσε, donde U es energía de deformación, σ es tensión y ε es deformación. Mientras que la ecuación para la energía de distorsión es Ud=Uo – Uh donde Ud es la densidad de energía de deformación.
La siguiente infografía resume las diferencias entre la energía de deformación y la energía de distorsión en forma tabular.
Resumen: energía de tensión frente a energía de distorsión
Hay dos componentes de la densidad de energía de deformación de una sustancia sólida denominada energía de deformación y energía de distorsión. La diferencia clave entre la energía de deformación y la energía de distorsión es que la energía de deformación está relacionada con el cambio volumétrico en un sistema, mientras que la energía de distorsión está relacionada con el cambio en la forma de un sistema.
