為什麼橡皮筋被拉伸時會發熱,橡皮筋拉長後為什麼會自動恢復原來的行變

時間 2021-08-30 16:51:39

1樓:養豹子

皮筋的主要成份是橡膠,天然橡膠是聚異戊二烯的長鏈結構(如圖1),合成橡膠也是有著相似結構的線型聚合物,橡膠的彈性是這些鏈節結構處於不同的程度拉伸和收縮狀態下的表現結果。

熵是一種用來衡量分子混亂程度的物理量,當分子混亂度變大時,熵出發生變化△s是正數。橡皮筋在拉伸和收縮狀態之間發生變化時,熵也發生了變化:拉伸狀態下結構更加有序——熵值變小,當收縮狀態時它恢復到更加混亂的狀態——熵值變高(如圖2),因此,熵的變化(△s)在拉伸時是乙個負數。

當從一種狀態變到另一狀態時與環境也同時發生能量交換,當一定的壓強下,某一過程中能量以熱能的形式傳遞給環境時,焓變即為負值。橡皮筋拉伸後很快地接觸前額會感覺到明顯的發熱,當被繃緊的橡皮筋在空氣中保持幾秒鐘後,突然收縮並迅速接觸前額,會有明顯的涼意。這是因為橡皮筋在拉伸狀態下,更強的分子間吸引力使分子排列更加整齊、有序,而形成這種吸引力的過程是放熱的, 所以當橡皮筋繃緊時有熱傳遞到周圍環境,也就是說,拉伸時焓變(△h)為負數。

在一定的溫度和壓強下對於乙個自發進行的過程,吉布斯自由能的變化△g =△h – t△s(△g是吉布斯自由能;t是熱力學溫度或絕對溫度;△h是焓變;△s是熵變)一定是乙個負數,因為溫度總是正值,乙個負的焓變和正的熵變(即通過對環境釋放能量和熵值變大)可以支援自發過程。當然,兩個因素不必對自發過程同時有利,溫度恰當時,其中乙個能提供足夠的支援即可。橡皮筋拉伸時需要外部施力提供能量,是乙個非自發過程(△g>0),該過程中熵變和焓變均為負數;橡皮筋收縮時是乙個自發過程(△g<0),該過程中熵變和焓變均為正數。

勒夏特列原理是平衡移動原理,是一種能夠**平衡移動方向的有效工具。當外力作用於橡皮筋使其「松 緊」平衡趨於拉緊狀態時,平衡將促使其收縮以減緩繃緊程度,即拉伸越來越困難;同時由於橡皮筋拉伸過程中放熱(焓變減小),因此公升溫時將促進其收縮。活動中把乙個被橡皮筋拉緊的約150g的物體輕輕放在電子天平上使其質量約為20g,當用乙個高照度的白熾燈照射橡皮筋使之受熱時,經過大約40秒-50秒後會發現質量明顯減輕,這表明拉緊的橡皮筋在受熱時收縮

2樓:

最簡單的解釋為,拉伸過程中分子間發生摩擦

橡皮筋拉長後為什麼會自動恢復原來的行變

3樓:複習_溫柔

橡皮筋拉長後又能縮回去,這是其中的橡膠分子在起作用。

橡膠分子是一種十分愛運動的小東西,它們手拉手排列著。因為每個分子都在運動,所以它們的隊伍總是彎彎曲曲的,也不整齊。

可是,如果我們用力拉橡皮筋,橡膠分子就失去了任意活動的「自由」,所排列的隊伍也會變得整整齊齊。從外形上看,就是橡皮筋被拉長了、拉直了。

但這些橡膠分子不甘心被限制,它們強烈要求恢復活動的「自由」,於是就會產生一種恢復原狀的力,這就是橡膠的彈性,也是橡皮筋拉長後又能 縮回去的原因。

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