Растяжение теплота

Интересно, что при растяжении каучука, характерного представителя полимеров, находящихся в высокоэластичном состоянии, наблюдается выделение теплоты (нагревание), а при обратном сокращении — поглощение теплоты, (охлаждение), в то время как у металлов эти тепловые эффекты обратны по знаку. Растяжение каучука не сопровождается изменением его объема, а растяжение металла связано с увеличением объема. [c.575]

Это объясняется тем, что при растяжении металла увеличиваются средние расстояния между атомами и вследствие этого процесс сопровождается охлаждением (поглощением теплоты), а в результате растяжения каучука происходит в основном лишь распрямление цепей при сохранении средних расстояний поэтому объем и внутренняя энергия системы не изменяются. На растяжение каучука требуется затрата работы, расходуемой на распрямление цепей это сопровождается уменьшением энтропии тела, так как упорядоченность расположения цепей возрастает и выделяется соответствующее количество теплоты. [c.575]

Таким образом, научная трактовка окончательной отделки ткани ограничивается изучением четырех вышеупомянутых изменений, которым может подвергнуться ткань, а именно разбухания, усадки, растяжения, образования складок и морщин. Как это видно из дальнейшего изложения, перечисленные изменения настолько взаимосвязаны, что раздельное обсуждение каждого из них нецелесообразно. Достаточно запомнить, что изменения, происшедшие в ткани, которые мы стремимся ликвидировать путем восстановления ее внешнего вида, вызываются именно разбуханием, усадкой, растяжением и образованием складок и морщин. Обратимость указанных изменений становится возможной, если прибегнуть к смачиванию ткани, ее нагреванию и механическому воздействию на нее. В конечном итоге понимание этих изменений приходит в результате понимания действия, которое производят на ткань вода, теплота и механические напряжения. Усадка и разбухание происходят обычно от действия воды, в то время как причинами растяжения и образования складок являются механические напряжения. Обратимость изменений, происшедших в ткани, обусловливается разумным применением смачивания, нагревания и механических средств. [c.213]

Наблюдаемые на тканях явления усадки, растяжения, образо-вания складок и морщин вызываются не только действием воды и теплоты, но и механическими свойствами текстиля. Эти свойства, в свою очередь, зависят частично от свойств, присущих самому волокну, и частично от факторов формы, причем последние определяются структурой пряжи, ткани и предмета одежды. [c.223]

В предельном случае при очень быстром растяжении, когда молекулярные цепи еще не успели из-за внутреннего трения выпрямиться, деформация в начальный момент может носить преимущественно упругий характер, связанный с изменением расстояния между атомами. Эта деформация сопровождается возрастанием энтропии и, следовательно, поглощением теплоты. [c.121]

Здесь дQ дT)т — теплота изотермического растяжения. Это соотношение дает связь между изменением температуры при увеличений длины образца резины на lL и тепловым эффектом. Изменение температуры при достаточно быстром (адиабатном) растяжении от 0 до I [c.82]

Полимеры с гибкими макромолекулами, например каучук, способны обратимо деформироваться на несколько сотен процентов, и при этом объем полимера остается практически неизменным. Обычные кристаллические тела деформируются всего на несколько процентов, а объем их при растяжении увеличивается. При растяжении полимеров происходит упорядочивание их структуры, следовательно, уменьшение энтропии и выделение теплоты. [c.207]

Если стальной стержень с висящим на нем грузом нагреть, то стержень удлинится. Кроме обычного теплового расширения проявится ослабление взаимодействия атомов в кристаллической решетке и упругость стали, удерживающей груз, уменьшится. Если нагреть газ под нагруженным поршнем, то поршень начнет подымать груз, т. е. упругость газа увеличится. Еще в начале прошлого столетия Гух наблюдал сокращение нагруженной полоски эластомера (рост упругости) при нагревании. Эффект оказался обратимым. Впоследствии Джоуль в своих знаменитых опытах по определению механического эквивалента теплоты подтвердил сокращение нагруженной полоски эластомера при нагревании и провел ряд количественных измерений, пример которых приведен на рис. 8.5. Ei адиабатическом режиме растяжения (как в этом опыте) энтропия системы не меняется, и поэтому меняется температура, как менялось бы количество теплоты в системе с теплоемкостью Су В изотермическом процессе [c.110]

Некоторое снижение температуры при растяжении в начальной стадии (рис. 8.5) согласуется с большим вкладом изменения внутренней энергии при малом удлинении эластомера, как это показано на рис. 8.4. При больших деформациях температура растет, что указывает на выделение теплоты при растяжении. [c.110]

Постарайтесь найти причины наблюдаемого теплового эффекта. За счет чего при растяжении резины выделяется теплота [c.115]

Используя все полученные знания, сформулируйте выводы о причине выделения теплоты при растяжении резины и ее поглощения при возвращении резины в нерастянутое состояние. [c.115]

Величина Qs представляет собой теплоту, необходимую для поддержания. постоянной температуры при изотермическом растяжении поверхности на единицу площади. Более подробно см. Н. К- Адам. Физика и химия поверхности. М., ОГИЗ, 1947, с. 25. , [c.138]

Обратимся вначале к равновесному растяжению идеальной резины. Из уравнения (V. 22) следует, что (д8 1дХ)р, т <. О, так как при растяжении f > 0. Поэтому должно быть, SQ = = TdS < О при всех деформациях растяжения е > 0. Следовательно, как при малых, так и при больших растяжениях резины теплота должна выделяться и образец резины нагреваться. Если внутренняя энергия не изменяется (идеальная резина), то теплота, выделенная при деформации, равна работе внешних сил. При изотермической равновесной деформации выделенная теплота (—6Q) пропорциональна изменению энтропии (—TdS). Если внутренняя энергия изменяется (реальная резина), то- [c.151]

Изменения, происходящие в резине при атмосферном старении, складываются из окислительной деструкции или структурирования вулканизационной сетки при воздействии кислорода и теплоты, снижающем их физико-механические показатели фотохимических процессов под воздействием ультрафиолетовых лучей, вызывающих увеличение жесткости поверхности резин, образование сетки трещин и изменение цвета растрескивания поверхности резин при растяжении за счет действия озона, присутствующего в воздухе. [c.174]

Определение теплот растворения подвергнутых растяжению гидрат-целлюлозных волокон, в четвертичном аммониевом основании показало, что при изменении степени ориентации от О до 120% значения интегральных теплот растворе 1Ия остаются практически постоянными, равными 34,5 кал/г. [c.372]

Обычно физические и химические явления сопровождаются выделением или поглощением теплоты или же изменением температуры. Для краткости назовем выделение и поглощение теплоты и изменение температуры тепловой стороной явления. Иногда тепловая сторона явно заметна. Например, проходящий по проволоке ток нагревает ее. При трении температура повышается (плохо смазанная ось может накалиться) при быстром растяжении температура резиновой ленты заметно поднимается. [c.13]

Согласно теории Флори, при температуре, при которой молекулы имеют невозмущенную конфигурацию, а = 1 и характеристическая вязкость строго пропорциональна Это было экспериментально установлено для самых разнообразных полимеров. Поэтому можно считать, что изменение [т]] в зависимости от температуры Т и растворителя обусловлено факторами, воздействующими на а. Величина фактора растяжения связана с термодинамическими параметрами ASi (парциальная мольная энтропия разбавления) и ДЯ1 (парциальная мольная теплота разбавления) следующим соотнощением [64] [c.20]

Под действием излучений в пластиках происходят такие химические реакции, как образование двойных связей, дегалоге-низации, сшивки, полимеризация, деполимеризация, выделение газов. Возможны иные химические изменения, которые пронсхо-.дят в результате окисления иди восстановления красителей или некоторых других соединений, включетшгх в полимерную матрицу. Все эти эффекты, так же как и одновреме1ню.происходящие физические явления (захват электронов в ловушки, образование или разрушение кристаллических областей), можно зарегистрировать, измеряя пропускание света, напряжение растяжения, теплоту плавления, окраску, спектр свободных радикалов, вязкость, растворимость, твердость, относительное удлинение, пластическое течение или рентгеновскую дифракцию. Все эти методы предлагались в свое время для использования в дозиметрии. Однако лишь три метода получили действительно широкое распространение. [c.114]

В исследованиях Джоуля, Роуланда (1880), Микулеску (1892) и др. использовались методы трения в металлах, удара, прямого превращения работы электрического тока в теплоту, растяжения твердых тел и др. Коэффициент J всегда постоянен в пределах ошибки опыта. [c.30]

Общеизвестн(5Й иллюстрацией роста Тал. с растяжением (хотя о том, что именно подобные опыты иллюстрируют, почему-то редко задумываются) является ориентационная кристаллизация каучуков. Действительно, растягивая каучук при комнатной температуре, мы доводим его до закристаллизованного состояния при этом выделяется регистрируемая без всяких приборов теплота кристаллизации. Однако так как статическая температура плавления такого каучука на десятки градусов ниже, то после снятия напряжения каучук плавится и сокращается. Не следует путать, эти эфферты с рассмотренными в гл. III и IV для ал<орфных каучуков. [c.226]

Я-ш енне термической инверсии относился к неравновесным деформациям при быстрых адиабатных растяжениях тепловой эффект меняет знак при переходе от малых к большим деформаияям (п.ри 15—20% растяжения). При малых деформациях теплота яо-глощаегся, а при бвльших — выделяется (77], что выражается в слабом самопроизвольном охлаждении, а затем в нагревании образца рези.и.ы при адиабатном растяжении (рис. 3.7). Известно, что пра [c.81]

Обратимся вначале к равновесному растяжению идеальной резины. Из уравнения (3.32) следует, что ((351/(3/.)р,т<0, так как прН растяжении />0. Поэтому должно быть bQ = TdS<0 при веек деформациях растяження е>0. Следовательно, как при малых, так к при больших растял еииях резины должна выделяться теплота и образец резины нагревается. Если внутренняя энергия не изменяется (идеальная резина), то теплота выделения при деформации согласно уравнению (3.1) равна работе внешних сил. При изотермичес сой равновесной деформации выделенная теплота (—8Q) пропорц ю- [c.81]

Наблюдаемый эффект инверсии (рис. 3.7) объясняется нерав новесностью процесса при быстром растяжении эластомера, когДа в начале деформации ее упругая составляющая может заметно превышать высокоэластическую. При равновесной же деформации упругая составляющая ничтожна (примерно 0,05% от высокоэластической), поэтому ею обычно пренебрегают. При очень быстром растяжении эластомеров, когда молекулярные цепи из-за внутреннего трения еще не успевают выпрямиться, деформация в начальный момент может носить преимущественно упругий характер, связанный с изменением расстояния между атомами. Эта деформация сопровождается некоторым возрастанием энтропии и, следовательно, поглощением теплоты. Вследствие сказанного, наблюдаемое явление термической инверсии не исключает термодинамического определения идеальности резины. Близость многих реальных резин к идеальной при медленных (равновесных) деформациях несколько нарушается при быстрых деформациях. [c.82]

Процессу кристаллизации способствует механическое растяжение полимера, направляющее ориентацию цепей. Следует отметить, что образование пачек, состоящих из ориентированных цепей, обычно не является фазовым переходом, поскольку при этом не происходит разрыва непрерывности функций и отсутствует скрытая теплота перехода. Пачки не обладают ближним порядком (нет ориентации звеньев) при наличии дальнего (ориентация цепей). В дальнейшем, при регулярном строении полимера, пачки могут сращиваться, образуя плоские ленты. Наслоение лент приводит к образованию трехмерных структур — сферо-литов, превращающихся далее в кристаллы (фазовый переход). [c.308]

При значительном растяжении натурального каучука (более 51—20%) в адиабатических условиях наблюдается выделение тепла, пропорциональное величине растяжения. При сокращенпи растянутого образца, наоборот, наблюдается поглощение тепла. Тепловой эф )ект не эквивалентен работе, затраченной на растяжение. Величина теплового э )фекта значительно превосходит работу растяжения, выраженную в тепловых единицах. Причиной теплового эффекта растяжения является процесс кристаллизации, точнее — скрытая теплота кристаллизации каучука. По мере [c.100]

Большой интерес представляет исследование теплот растворения растя иутых образцов полимеров, так как это позволяет установить наличие или отсутстеие фазовых пре вращений при растяжении. Т ак, например, тепло-та растворения в одном и том же растворителе закристаллизованного при растяжении на гур ал ьного каучука отличается от теплоты растворения аморфного верастянутого образца. Разность между их тепло гамй растворе ния равна теплоте кристаллизации. [c.372]

Ориентация кристаллических полимеров сопровождается повышением кажущейся энергии активации газопроницаемости Это повышение может происходить одновременно за счет увеличения энергии активации диффузии и теплоты растворения газа в полимере, что связано с уменьшением гибкости цепных молекула аморфной части при его ориентации. Ослабление молекулярного движения с повышением степени ориентации при растяжении полимеров наблюдалось методом ЯМР в линейном полиэтиленеи в некоторых полиэфирах . [c.151]

Явление термической инверсии относится к неравновесным деформациям. При быстрых адиабатических растяжениях эффект состоит в том, что тепловой эффект меняет знак при переходе от малых к большим деформациям (при 15—20 % растяжения). При малых деформациях теплота поглощается, а при больших — выделяется [87], что выражается в слабом самопроизвольном охлаждении, а затем в нагревании образца резины при адиабатическом растяжении (рис. V. 7). Известно, что при быстром (адиабатическом) растяжении эластомеры и резины нагреваются вследствие выделения теплоты. Этот тепловой эффект впервые был обнаружен Гафом, подробно исследован Джоулем и термодинамически объяснен Кельвином, который обратил внимание на то, что этот эффект противоположен-наблюдаемому эффекту охлаждения твердых тел при адиабатическом растяжении. [c.151]

ТеплОвоб эффект при растяжении натурального каучука был впервые по-л(-ооно из5--1ен Джоулем в связи с его работами по определению механического эьвиоалента теплоты. [c.165]

К противоположному случаю относятся мягкие (или пластифицированные) каучуки, обладающие модулем Юнга примерно от 10 до 10 дин/см и обратимой эластичностью с удлинением до нескольких сот процентов. Если такой материал растянуть до некоторой длины в пределах умеренного растяжения и затем понижать температуру, поддерживая длину постоянной, то напряжение будет падать пропорционально понижению абсолютной температуры. Согласно ур. (XVII, 3), это означает, что в данном случае изменение внутренней энергии, связанное с этим напряжением, равно нулю. Следовательно, сила, стремящаяся сократить длину растянутого каучука, всецело обусловлена уменьшением энтропии его при растяжении. Иначе говоря, это означает, что гибкие цепи макромолекул имеют в растянутом каучуке меньшее число возможных конформаций, чем в нерастянутом. Ввиду того что внутренняя энергия каучука не изменяется при растяжении, затрачиваемая при этом работа должна целиком превращаться в теплоту и, следовательно, каучук должен при растяжении нагреваться это и подтверждается опытными данными. [c.568]

Отождествление энергии структуры Кекуле с суммой энергий простых и двойных связей углерод—углерод в этане и этилене, разумеется, незаконно. Дело здесь не только в том, что надо учесть энергию сжатия и растяжения связей, длины которых различны в структуре Кекуле и в указанных молекулах, о чем подробно указывается ниже. Надо также принять во внимание различие в гибридизации атомов С и различие в энергиях отталкивания связей (раздел 7.7). Влияние вида гибридизации на энергии связей и вычисляемую с их помощью энергию резонанса впервые отметил М. Ф. Мамотенко [468]. Согласно его данным, энергия а-связи С—С при переходе от. 5р2-гибридизации к яр -гибридизации при неизменной длине связи (1,30 А) уменьшается на 18 ккал1моль, а при учете одновременного удлинения связи до 1,52 А — на ккал/моль. Сходным образом различаются энергии связей С —Н, которые в указанной схеме предполагаются одинаковыми. Недавно на это обстоятельство обратили внимание также Дьюар и Шмейзинг [93]. Энергия взаимодействия связей, имеющая тот же порядок величины, что и энергия связей, так же различна для структуры Кекуле и для эталонных молекул [492]. Поэтому ясно, что вычисление энергии структуры Кекуле из экспериментальных данных — задача невыполнимая и, по сути дела, неопределенная. Однако в действительности в ее решении нет никакой необходимости, поскольку химиков интересует не сама энергия резонанса, как таковая, а такие величины, как отступления от аддитивной схемы или теплоты реакций. Для их теоретического определения следует просто вычислить энергии сравниваемых молекул в одном и том же приближении, т. е. пользуясь волновыми функциями, построенными из одного и того же числа слагаемых (структур). Так обычно и делается, когда речь идет о сравнении между собой сходных сопряженных систем, например конденсированных ароматических углеводородов. В этом случае гибридизация атомов углерода, длины связей и другие характеристики остаются приблизительно одними и теми же, изменяется только протяженность и контур скелета молекулы. Поэтому для сравнительного изучения таких систем можно почти с одинаковым успехом пользоваться как полной вычисленной энергией, так и энергией резонанса. Если же речь идет о сравнении сопряженной системы с несопряженной, то различие в энергии будет определяться многими факторами и тогда надо вычислять полную энергию молекул. Она будет зависеть от природы агомов, от характера их гибридизации, от пространственного расположения и последовательности связей, от их длины, от изменения энергии корреляции электронов и т. д. Разумеется, при этом автоматически будет принята во внимание делокализация связей, поскольку расчет производится с учетом нескольких структур. Прим. ред. [c.269]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология