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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。
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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
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?
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。
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。
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。
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
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
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!
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

自由体积随温度的变化而变化
10楼2008-03-17 19:21:36
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