Efecto Poynting

El efecto Poynting puede hacer referencia a dos fenómenos físicos no relacionados. Ninguno de ellos debe confundirse con el efecto Poynting-Robertson . Todos estos efectos reciben su nombre de John Henry Poynting , un físico inglés.

Mecánica de sólidos

En mecánica de sólidos, el efecto Poynting es un efecto de la teoría de la deformación finita que se observa cuando un cubo elástico se corta entre dos placas y se desarrolla tensión en la dirección normal a las caras cortadas, o cuando un cilindro se somete a torsión y cambia la longitud axial. ^{[1] [2] [3] [4] [5]} El fenómeno de Poynting en torsión fue observado experimentalmente por JH Poynting . ^{[6] [7] [8]}

Química y termodinámica

En termodinámica, el efecto Poynting generalmente se refiere al cambio en la fugacidad de un líquido cuando un gas no condensable se mezcla con el vapor en condiciones de saturación.

${\displaystyle \ln {\frac {f^{L}(T,P)}{f_{\text{sat}}(T)}}={\frac {1}{RT}}\int _{P^{\text{sat}}(T)}^{P}v_{\text{liq}}\,dp}$

De manera equivalente en términos de presión de vapor, si se supone que el vapor y el gas no condensable se comportan como gases ideales y una mezcla ideal, se puede demostrar que: ^[9]

${\displaystyle \ln {\frac {p_{v}}{p_{v,o}}}={\frac {v_{\text{liq}}}{RT}}(P-p_{v,o})\!}$

dónde

${\textstyle p_{v}}$es la presión de vapor modificada

${\textstyle p_{v,o}}$es la presión de vapor sin modificar

${\textstyle v_{liq}}$es el volumen molar del liquido

${\textstyle R}$¿Es la constante del gas del líquido/vapor?

${\textstyle T}$¿es la temperatura?

${\textstyle P}$es la presión total (presión de vapor + gas no condensable)

Un ejemplo común es la producción del medicamento Entonox , una mezcla a alta presión de óxido nitroso y oxígeno . La capacidad de combinar N
₂O y O
₂a alta presión mientras permanece en forma gaseosa se debe al efecto Poynting.

Referencias

1. CA Truesdell, Un programa de investigación física en mecánica clásica, Zeitschrift f¨ur Angewandte Mathematik und Physik 3 (1952) 79-95.
2. PA Janmey, ME McCormick, S. Rammensee, JL Leight, PC Georges y FC MacKintosh, Estrés normal negativo en geles de biopolímeros semiflexibles, Nature Materials 6 (2006) 48-51.
3. LA Mihai y A. Goriely, ¿Efecto Poynting positivo o negativo? El papel de las desigualdades adsortivas en materiales hiperelásticos, Actas de la Royal Society A 467 (2011) 3633-3646.
4. LA Mihai y A. Goriely, Simulación numérica del efecto cortante y de Poynting mediante el método de elementos finitos: una aplicación de las desigualdades empíricas generalizadas en elasticidad no lineal, International Journal of Non-Linear Mechanics 49 (2013) 1-14.
5. CO Horgan y JG Murphy, Efectos Poynting y Poynting inverso en materiales blandos, Soft Matter, 13, 2017, 4916-4923.
6. JH Poynting, Presión de radiación, Philosophical Magazine 9 (1905) 393-406.
7. JH Poynting, Sobre la presión perpendicular a los planos de corte en cortes puros finitos, y sobre el alargamiento de alambres cargados cuando están retorcidos, Actas de la Royal Society A 82 (1909) 546-559.
8. JH Poynting, Los cambios en la longitud y el volumen de una cuerda de caucho indio cuando se tuerce, India-Rubber Journal , 4 de octubre (1913), pág. 6.
9. Wark, Kenneth Termodinámica avanzada para ingenieros . Nueva York: McGraw-Hill, 1995