Esneklik enerjisi

Esneklik enerjisi, bir maddenin veya fiziksel bir sistemin bünyesinde depolanan ve hacmini veya şeklini bozmak için gereken işin potansiyel mekanik enerjidir. Katı mekaniği önceleri, katı cisim ve maddenin anlaşılması için geliştirilmiş bilim dalıdır. Esneklik potansiyel enerjisi eşitliği, mekanik dengenin pozisyonunu hesaplamak için kullanılır. Enerji potansiyeldir ve kinetik enerji gibi başka enerji biçimlerine dönüştürülebilir. Eşitlik matematiksel olarak şöyle gösterilir

${\displaystyle U={\frac {1}{2}}k\Delta x^{2}\,}$

Kütle çekim etkisi altında ivmelenerek serbest düşen bir top hareketi. Başlangıçtaki potansiyel enerjisi, kinetik enerjiye dönüşüyor. Sert bir yüzeye çarpan topun şekli değişir ve kinetik enerjisi esneklik enerjisine dönüşür. Top tekrar zıpladığında enerjisi ilk kinetik enerjisine dönüşür. Ardından tekrar yükselerek potansiyel enerji kazanır. Enerji, sırasıyla esneklik, şekil değişikliği ve sürükleme nedenlerinden dolayı ısıya dönüşür.

Bir cismin esneklik enerjisi, aslında bünyesinde barındırdığı statik enerjidir. Cismin çekirdekleri arasındaki atomik mesafeler değiştiğinde bünyesinde enerji depolanır.

Sıkıştırılabilir gazlar ve sıvılarda esnek iç enerji

Esneklik her ne kadar katı cisim ve maddeler ile daha çok ilgili olsa bile, klasik termodinamikte önceleri "bir sıvının esnekliği" ifadesi kullanılmıştır.

Karmaşık kristal malzemeden yapılmış katılar bazen anaşılmaz tutum sergiler. Sıkıştırılabilir sıvıların tutumu ve özellikle gazlar, gerçek anlamda esneklik enerjisi depolayabilir. Çoğu malzemeyi sıkıştırmak için mekanik iş gerekir ve mekanizma serbest bırakıldığında (örneğin bir pistona basıldığında) bu malzemelerde depolanan enerji açığa çıkar.Basit termodinamik formül şu şekilde yazılabilir:

${\displaystyle dU=-P\,dV\ ,}$

Burada dU, kazanılabilir U iç enerjisindeki çok çok küçük bir değişiklik, P değişmez basınç (birim alana düşen kuvvet) ve dV, iç enerjideki değişimle ilgili çok çok küçük hacimsel değişimdir. Eksi işareti dV negatif olduğundan dolayı basınç altında ortaya çıkar ve iç enerjiyi arttırır.