ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тепловой эффект деформации из "Химия и физика каучука" Гоф 1 в 1805 г. установил, что при растяжении каучук выделяет теплоту, в результате чего повышается температура образца. В дальнейшем это явление изучал Джоуль 2, по имени которого оно и получило название — джоулев эффект. В более позднее время фундаментальные исследования были проведены в лаборатории Хока который справедливо считает, что изучение эффекта Джоуля-Го фа позволяет выяснить важные стороны механизма упругой деформации каучука. [c.223] Выделение теплоты наблюдается в том случае, когда растяжение (д/) превосходит 20% от исходной величины. При меньшем растяжении, наоборот, происходит поглощение теплоты. [c.223] Между областью экзотермического и эндотермического растяжения находится такое значение деформации, при которой тепловой эффект равняется нулю. Подобная картина явления находит отражение в данных Джоуля (табл. 16), определявшего изменение температуры образца в связи с выделением или поглощением тепла. [c.224] При сокращении растянутого каучука явления следуют в обратном порядке сначала имеет место поглощение, затем (в области малых растяжений) — выделение тепла. [c.224] Качественно тепловой эффект деформации нетрудно обнаружить, если растягивать тонкую полоску резины, приложив ее к чувствительной части тела, например к губе или щеке. Попеременной нагревание и охлаждение отчетливо ощущаются в соответствующий мохмент растяжения и сжатия. [c.224] Последний метод был осуществлен в опытах Хока и Бостре-ма 1 при определении теплот растяжения сырого каучука. Результаты измерений, находящиеся в хорошем согласии с величинами, рассчитанными из температурных эффектов растяжения, приведены в табл. 17. На рис. 90 представлены результаты аналогичных опытов. [c.224] Как видно из приведенных данных, величина теплового эффекта растяжения сырого каучука пропорциональна степени растяжения (но ие нагрузкам). При этом количество выделяющейся теплоты примерно в 10 раз превосходит тепловой эквивалент работы, затрачиваемой на растяжение Образца и определяе-хмой из кривой растяжения. [c.225] При очень малых растяжениях (до 20%) тепловой эффект отрицателен. Это вполне согласуется с тем обстоятельством, что при таких деформациях реализуется механизм гуковской упругости, связанный с изменением расстояний между элементами структуры, а следовательно, с изменения1ми и внутренней энергии системы. В области очень малых деформаций внутренняя энергия каучука при растяжении возрастает, поэтому имеет место поглощение теплоты. [c.226] В случае растяжения сырого натурального каучука теплота кристаллизации является доминирующей составной частью в общем эффекте Джоуля. У некоторых видов синтетического каучука, не способных кристаллизоваться при растяжении, например у натрийбутадиенового каучука, по этой причине тепловой эффект растяжения выражен незначительно. Вулканизация затрудняет процесс фазового перехода. Благодаря этому при растяжении вулканизатов кристаллические интерференции на рентгенограммах появляются при большем удлинении по сравнению с сырым каучуком и тепловой эффект в пределах до 500% удлинения выражен незначительно (см. кривую 2 на рис. 90). Интенсивное развитие тепла наблюдается в области удлинений от 500 до 800%, когда происходит наибольшее накопление кристаллической фазы. Прекращение процесса кристаллизаций, ограниченное практическим пределом в 70% от общей массы каучука, находит отражение в конечной части кривой, показывающей незначительное выделение тепла. [c.227] Вернуться к основной статье