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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 高分子 » 【请教】 如何解释橡皮筋的热伸缩?
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coolchl2006

金虫 (正式写手)

[交流] 【请教】 如何解释橡皮筋的热伸缩?

不受应力作用的橡皮筋，当受热时伸长，被一负荷拉长的橡皮筋，受热时缩短（负荷不改变时）试加以解释。

[ Last edited by wellok101 on 2008-3-15 at 22:58 ]
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人人笑我太疯癫，我笑他人看不穿。
1楼 2008-03-15 17:41:04
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Jerryxue

木虫 (正式写手)
★
zcphenix(金币+1,VIP+0):鼓励交流
好像是跟应力诱导结晶有关的吧
不受应力的时候橡皮筋都是无序非晶相，受应力作用后会发生诱导结晶，产生一定的晶相结构
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匣浅难羁宝剑锋，玉藏石中也玲珑。初试清啼长天破，云光凝碧远岚平。
2楼2008-03-15 17:47:02
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coolchl2006

金虫 (正式写手)
多谢赐教，在下如醍醐灌顶，豁然开朗，佩服佩服！
不知是何方神圣？
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人人笑我太疯癫，我笑他人看不穿。
3楼2008-03-15 18:23:48
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tongxin

银虫 (小有名气)
★
zcphenix(金币+1,VIP+0):鼓励交流
在不受应力时，温度升高，橡胶的伸长，这主要是体积膨胀造成的，但这伸长应不大。

橡胶高弹性的本质是熵弹性，从高弹性的热力学分析方程(二次微分不好打出来，当拉伸体积不变时)
fdl=-TdS
dl=-1/f（TdS）
可以看到，温度升高时，dS＞0，
所以dl＜0，即升温后橡胶缩短。

具体的LZ还是参考高分子物理书吧，我也是看到表面一点。
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4楼2008-03-15 22:31:19
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Jerryxue

木虫 (正式写手)
这个问题不算复杂啦，就如楼上所说，参考高分子物理就可以，呵呵
我也是依稀有印象记得上高分子物理的时候老师有讲过，LZ可以找课本来补习一下。
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匣浅难羁宝剑锋，玉藏石中也玲珑。初试清啼长天破，云光凝碧远岚平。
5楼2008-03-15 23:52:50
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Jerryxue

木虫 (正式写手)
★
boyhit(金币+1,VIP+0):说的挺详细啊，欢迎经常交流！
刚看了一下书，也跟同学讨论了一下，这个问题可能用应力取向和解取向的原理解释更加贴切。
橡皮筋在受应力作用下发生取向，形成不稳定晶相结构，在受热时会发生解取向，引起橡皮筋长度收缩。
高物课本上第二章P101是用纤维的例子来说的，原话如下：“如果高分子链是柔性的，则取向的非晶态高聚物是不稳定的，当温度升高或发生溶胀时会自发的解取向，造成纺织纤维的收缩，薄膜制品的自发变形。”（刚性分子链解取向分子活性小，可以看做是稳定的）
橡皮筋的原理跟此大致类似。
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匣浅难羁宝剑锋，玉藏石中也玲珑。初试清啼长天破，云光凝碧远岚平。
6楼2008-03-16 00:16:19
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qd-laowang

至尊木虫 (知名作家)
同意四楼兄弟的解释
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7楼2008-03-16 08:14:19
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king_123

银虫 (小有名气)
同意四楼兄弟的解释
高物书上有，橡胶弹性理论部分有
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8楼2008-03-16 09:57:06
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coolchl2006

金虫 (正式写手)
感谢大家积极的交流探讨！
四楼的兄弟从理论角度回答，非常精彩！
但我觉得橡皮筋应该是交联橡胶，交联橡胶在应力作用下，由于交联的网链发生变形而产生形变，如果在受力不变的情况下受热，分子链内热活动加剧，产生的回缩力增大，因而长度减小。
一点拙见，恳请指教！
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人人笑我太疯癫，我笑他人看不穿。
9楼2008-03-16 10:26:41
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sunxijun

是

自由体积随温度的变化而变化
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10楼2008-03-17 19:21:36
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