Поверхностная потенциальная энергия

На основании уравнения [д], мы заключаем теперь, что критическое значение растягивающего напряжения 5 будет тем значением, при котором уменьшение потенциальной энергии деформации от расширения трещины будет равно увеличению поверхностной потенциальной энергии. На основании выражения [/ ], получаем [c.164]

Поверхностная потенциальная энергия 163. [c.449]

При Ui > и2 (см. рис. 107) переход части катионов в раствор сопровождается снижением средней потенциальной энергии поверхностных катионов (точка / перемещается вниз), появлением на металлической поверхности избыточных отрицательных зарядов и повышением энергетического барьера Qa. Повышение концентрации ионов у поверхности металла сопровождается ростом запаса их энергии (точка 2 перемещается вверх), приобретением раствором избыточного положительного заряда и снижением энергетического барьера Q . Таким образом, образующийся двойной электрический слой затрудняет протекание прямого процесса и облегчает протекание обратного процесса. [c.153]

Модели для анализа напряжений и деформаций часто оказываются более удобными, если представлены в интегральной форме, вытекающей из вариационных принципов механики. Вариационный принцип Лагранжа (принцип потенциальной энергии) гласит, что потенциальная энергия системы получает стационарное значение на тех кинематически возможных перемещениях, отвечающих заданным граничным условиям, которые удовлетворяют условиям равновесия. Поэтому модель представляют в виде выражения потенциальной энергии П системы как разности энергии деформации Э и работы массовых и приложенных поверхностных сил А [c.158]

Дяя того чтобы применить эту теорему к проблеме разрушения реальных твердых тел, необходимо было учесть увеличение потенциальной энергии, обусловленное образованием новых поверхностей раздела внутри твердого тела (поверхностная энергия). А.А. Гриффитс принял, что если радиус молекуляр- [c.288]

Если для простоты предположить, что энергия взаимодействия двух частиц (атомов или ионов) системы не зависит от присутствия других частиц, то для кристалла, в котором конфигурации и энергетические состояния эквивалентных частиц одинаковы, за исключением частиц, лежащих в поверхностном слое, можно наЛ-ти энергию взаимодействия любого атома со всеми остальными атомами, а затем и полную потенциальную энергию кристалла. [c.64]

Полная потенциальная энергия может быть подразделена на две части, одна из которых соответствует энергии деформации тела, а другая определяется потенциальной энергией массовых сил и приложенных поверхностных сил [c.44]

Мерой движения жидкости является энергия, измеряющаяся работой, которую может совершить жидкость при торможении (кинетическая энергия), и работой, которую могут совершить массовые и поверхностные силы (потенциальная энергия) при переходе от рассматриваемого положения в пространстве к нулевому [c.46]

Важнейшей эмиссионной характеристикой твердых тел является работа выхода еср (е — заряд электрона, Ф — потенциал), равная минимальной энергии, которая необходима для перемещения электрона с поверхности Ферми в теле в вакуум, в точку пространства, где напряженность электрического поля практически равна нулю [1]. Если отсчитывать потенциал от уровня, соответствующего покоящемуся электрону в вакууме, то ф— потенциал внутри кристалла, отвечающий уровню Ферми. Согласно современным представлениям в поверхностный потенциальный барьер, при преодолении которого и совершается работа выхода, основной вклад вносят обменные и корреляционные эффекты, а также — в меньшей степени — электрический двойной слой у поверхности тела. Наиболее распространенные методы экспериментального определения работы выхода — эмиссионные по температурной, спектральной или полевой зависимости соответственно термо- фото- или полевой эмиссии, а также по измерению контактной разности потенциалов между исследуемым телом и другим телом (анодом), работа выхода которого известна [I, 2]. В табл. 25.1, 25.3 и 25.4 приведены значения работы выхода простых веществ и некоторых соединений. Внешнее электрическое поле уменьшает работу выхода (эффект Шоттки). Если поверхность эмиттера однородна, то уменьшение работы выхода. эВ, при наложении электрического поля напряженностью В/см, равно [c.567]

Если указанная сила, испытываемая молекулами поверхностного слоя, направлена внутрь жидкости, то для перемещения частицы изнутри объема на поверхность необходимо затратить некоторую энергию, т. е. выполнить работу. Это значит, что молекулы поверхностного слоя имеют избыточную по сравнению с внутренними молекулами потенциальную энергию. Энергия молекул пропорциональна площади поверхности 5, занимаемой этими молекулами [c.18]

Первое начало термодинамики является термодинамической формой общего закона сохранения энергии (см. п. 5.10). При движениях газов потенциальная энергия h только в редких случаях имеет практическое значение, а потому в дальнейшем не учитывается. Вместо работы dV введем работу dl = —dV, которую газ совершает против внешних поверхностных сил. Тогда вместо выражения (11.2) можно записать [c.408]

Приращение поверхностной энергии бГ — величина положительная она характеризует увеличение внутренней энергии тела, в то время как приращение потенциальной энергии деформации — величина отрицательная, так как эта часть энергии выделяется телом (благодаря релаксации напряжений в связи с появлением новых, свободных от нагрузки поверхностей тела). Подставляя (25.4) в (25.3), получим [c.730]

Как отмечалось, Гриффитс предложил для решения поставленной задачи энергетическую формулировку критерия разрушения на основе закона сохранения энергии трещина начнет распространяться, когда приращение поверхностной энергии (при вариации длины трещины 6Z > 0) компенсируется соответствующим выделением потенциальной энергии деформации (при отсутствии других видов энергии) [c.33]

Здесь принято, что работа внешних сил равна нулю, а тело с трещиной — идеально упругое во всех своих точках. Левая часть равенства (3.11) представляет собой приращение внутренней энергии тела. Приращение поверхностной энергии положительно, так как внутренняя энергия увеличивается. Приращение потенциальной энергии деформации отрицательно, так как внутренняя энергия уменьшается (вследствие релаксации напряжений в связи с появлением новых свободных от нагрузок, поверхностей тела). [c.34]

В принципе возможных перемещений работа внешних сил ЬА возникает на вариации перемещений Ьи. Этой работы нет при отсутствии вариации перемещений, как нет и просто работы А. В принципе возможных перемещений отклоненное состояние не есть состояние равновесия, так как при вариации только перемещений (нри постоянных силах) новые перемещения не находятся в согласии с силами на основании линейной связи по Гуку. Тем не менее, для отклоненного состояния потенциальная энергия деформации записывается по той же формуле, что и для состояния равновесия, с тем, однако, условием, чтобы эта запись производилась через внутренние усилия и перемещения (поскольку переход от внутренних факторов к поверхностным требует соблюдения линейной связи между перемещениями и усилиями, или, иначе, такой переход справедлив, если перемещения вызваны приложенными силами). [c.53]

Физический смысл хемомеханического эффекта заключается в облегчении разрядки дислокаций, скапливающихся у поверхностного барьера, в результате растворения поверхностных атомов током коррозии, т. е. в понижении поверхностного потенциального барьера для выхода дислокаций за счет энергии химической (электрохимической) реакции, что приводит к пластифицированию тела. Барьеры на пути выходящих дислокаций могут иметь различную природу. Скорость прохождения дислокаций 124 [c.124]

В нашем случае, поскольку системе функций (9.33) соответствуют нулевые объемные и поверхностные на Qj внешние силы при нулевых на Q2 перемещениях, работа, совершаемая внешними силами, равна нулю, а следовательно, равна нулю и потенциальная энергия деформации, т. е. [c.625]

Рис. 13. Кривые потенциальной энергии поверхностного атома металла (слева) и одноименного иона в растворе (справа). — энергия активации ионизации металла, W2 — энергия активации процесса разряда катиона металла из раствора a = ai-fa2 — полное расстояние переброса.

Если такая оболочка нагружена поверхностными усилиями, интенсивность которых р , pqf, Рг, то полная потенциальная энергия [c.272]

Узлы трения являются диссипативными системами. При внешнем трении рассеивание суммы кинетической и потенциальной энергии системы с частичным переходом в тепловую происходит в тонких слоях сопряженных тел. В нижележащих слоях температура увеличивается в результате теплопередачи и вследствие рассеяния механической энергии волн напряжений. На характер изменения температуры в поверхностных слоях пластмассовых подшипников можно эффективно влиять, подбирая соответствующий смазочный материал и регулируя интенсивность смазки. Проявление гистерезисных явлений в пластмассах значительно сильнее, чем в металлах, поэтому интенсивность и глубина температурных полей в полимерных телах трущихся пар определяется внешними силовыми условиями, преимущественно нагрузкой и скоростью относительного скольжения. Способность пластмасс поглощать механическую энергию влечет за собой быстрый рост температуры и тем самым отрицательно влияет на работоспособность подшипника — Прим. ред. [c.231]

Установлено, что холодные трещины при сварке появляются вследствие нескольких причин. Холодные трещины нередко возникают в результате перехода в процессе охлаждения водорода из атомарного в молекулярное состояние, что сопровождается расширением объема металла, появлением объемных пространственных напряжений значительной величины. Наводораживание металла вызывает понижение его поверхностной энергии, поэтому трещина, однажды образовавшаяся при охлаждении, начинает быстро распространяться. Этому распространению трещин способствует потенциальная энергия, накопленная в системе, с возрастанием которой сопротивляемость распространению трещин уменьшается. [c.130]

ЭНЕРГИЯ (механическая равна сумме кинетической и потенциальной энергий системы поверхностная — избыток энергии поверхностного слоя вещества на границе раздела фаз по сравнению с энергией такого же количества вещества внутри тела покоя — энергия тела в системе отсчета, относительно которой оно покоится, равная произведению массы покоя тела на квадрат скорости света полная — сумма энергии покоя и кинетической энергии движущегося тела потенциальная — величина, равная работе, которую совершают [c.298]

Если на границе раздела фаз имеет место волнообразование, то критерий (4-3-1) может трактоваться как отношение кинетической и потенциальной энергии волнового движения к изменению энергии волны, обусловленному поверхностны.м натяжением. Неустойчивость границы раздела фаз, вызванную нарушением необходимого соотношения этих сил, называют неустойчивостью по Тейлору. [c.102]

Данное физическое обоснование коэффициента не противоречит приведенному выще. В физике часто встречается такое двойное обоснование физических величин. Например, коэффициент поверхностного натяжения определяется как сила, действующая на единицу длины произвольного контура по линии разреза поверхности жидкости (силовая характеристика), и как свободная потенциальная энергия единицы площади поверхности жидкости (энергетическая характеристика). [c.38]

Для перехода в раствор поверхностный катион металла должен преодолеть лишь энергетический барьер Qa (рис. 107, кривая 1—2), причем Qa < Ссольв, Т. е. этот процесс является значительно более вероятным. Разность уровней потенциальных энергий в точках / и 2, равная Л, отвечает работе процесса перехода 1 г-иона металла в раствор. Для перехода из раствора в металл находящийся в растворе сольватированный катион должен преодолеть энергетический барьер (рис. 107, кривая 2—/), причем Qk > Qa, т. е. этот процесс (катодный) является менее вероятным, чем первый (анодный). [c.152]

Во-вторых, следует учесть так называемую поверхностную энергию ёпаа- Необходимость ЭТОГО стзновится более ясной, если мы будем пользоваться аналогией между ядром и каплей нуклонной жидкости . Нуклоны, расположенные на поверхности ядра, аналогичны молекулам поверхностного слоя в жидкой капле. Они обладают повышенной потенциальной энергией, стремясь уменьшить поверхность ядра. Повышение потенциальной энергии здесь равноценно уменьшению энергии связи. Последнее заключение более наглядно вытекает и из таких рассуждений. Каждый нуклон, входящий в состав ядра, дает средний вклад в энергию связи, равный минус а (как учтено в формуле (IV. 14)). Однако вклад в энергию связи от нуклонов, расположенных на поверхности ядра, должен быть меньше, так как связи поверхностных нуклонов являются ненасыщенными. Это обстоятельство мы можем учесть, введя положительное слагаемое (поправку) пропорциональное поверхности ядра [c.141]

Оредполагается, что N достаточно велико, чтобы можно было пренебречь поверхностными эффектами. В формуле (2.16) множитель V2 появляется за счет того, что при суммировании производится учет энергии взаимодействия каждой пары частиц дважды. Выражение (2.16) для потенциальной энергии справедливо как для однородных, так и для неоднородных систем. [c.64]

Рассмотренная картина представляет собой частный случай весьма общего явления возмущения, возникшие в какой-либо области сплошной среды, обычно распространяются в этой среде со скоростью, в простейших случаях зависящей только от свойств среды (а в более сложных — и от характера возмущения), и переносят с собой энергию, которой обладало возмуще ше в начальный момент. В упругом стержне в результате распространения возмущения деформаций и скоростей, как мы видим, происходит перенос энергии упругой деформации и кинетической энергии. В других случаях, как, например, в случае жидкости, находящейся в поле тяжести, возмущение ее поверхности, вызванное брошенным камнем, распространяется в виде кольцевых волн, несущих с собой кинетическую и потенциальную энергию подымающихся и опускающихся колец поверхностного слоя жидкости. Эта общеизвестная картина волн на поверхности жидкости дала название всем явлениям распространения возмущений, несугцих с собой энергию в сплошной среде. Волнами называются всевозможные возмущения различной природы и масштабов, начиная от рассмотренных выше кратковременных импульсов деформации в упругом стержне и вплоть до гигантских волн цунами, возникающих на поверхности океана в результате подводных землетрясений. [c.496]

Приращение поверхностной энергии равно 2ПА1, поскольку трещина имеет два берега — верхний и нижний. Если окажется, что уменьшение потенциальной энергии больше, чем увеличение поверхностной энергии, то трещина будет самопроизвольно увеличиваться. Приравняв [c.74]

Чтобы исследовать устойчивость равновесия, мы можем вообразить импульсные возмущения, за которыми следуют действительные вариации равновесных перемещений. Поскольку диссипации энергии нет, сумма потенциальной и кинетической энергий остается постоянной. Если при отклонении от равновесной конфигурации потенциальная энергия должна увеличиваться, то кинетическая энергия должна уменьшаться. Однако если потенциальная энергия должна уменьшаться, то кинетичеткая энергия будет возрастать. Эти два случая описываются соответственно как устойчивый и неустойчивый по отношению к малым возмз/-щениям. Устойчивость, очевидно, требует, чтобы потенциальная энергия в положении равновесия достигала минимума, а неустойчивость—чтобы она была максимальной. При таком использовании потенциальной энергии подразумевается, что в движении, следующем за возмущением 1) объемные и поверхностные силы двигаются вместе с элементами материала, на которые они действуют в равновесной конфигурации, и 2) эти силы не меняют ни величины, ни направления. [c.262]

В выражение для полной потенциальной энергии, представленное с учетом приведенных выше постулатов 1) и 2) членами в скобках в (137 ), не входят приращения второго порядка от массовых н поверхностных сил. Приращения первого порядка обращаются в нуль, так как действительные перемещения а, v, W в этом виде возмущения можно принять за виртуальные. Поскольку приращение второго порядка должно быть положительным, состояние является устойчивым в определенном здесь смысле. Мы увидим, что этот вывод связан с использовг.нием закона Гука, а также постулатов 1) и 2) ). Для нелинейных зависимостей между напряжениями и деформациями возможны приращения порядка выше двух. [c.263]

Поверхностный слой обладает избытком потенциальной энергии, которая соответствует работе, необходимой для мысленного пере-меп1ения внутренних частиц кристалла на поверхность. Этот избыток энергии, отнесенный к единице поверхности, называют удельной поверхностной или просто поверхностной энерги-е й. Любое кристаллическое тело обладает внутренней и поверхностной энергией. [c.53]

Определение поверхностного натяжения и его единицы как свободной энергии единицы поверхности позволяет распространить понятие поверхностного натяжения и на твердое тело, поскольку молекулы, находящиеся в поверхностном слое тела, обладают повышенной потенциальной энергией по сравнению с молекулами, находяшимися внутри тела. [c.175]

При изменении длины трещины на величину б/ вариация полной энергии содержит два слагаемых, и бЛв2- Первое из них — это изменение (уменьшение) потенциальной энергии деформации, происходящее вследствие того, что в окрестности трещины при увеличении ее размера напряжения снижаются. При этом область концентрации напряжений перемещается в новые вершины трещины. В остальной же части тела напряжения практически не изменяются. Второе слагаемое бЛвх представляет собой изменение (увеличение) поверхностной энергии, происходящее вследствие изменения на величину 2Ы суммарной поверхности (точнее, длины, поскольку задача плоская) берегов трещины. Равенство нулю вариации полной энергии системы выразится так ) [c.576]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...