химический каталог




Физика полимеров

Автор Г.М.Бартенев, С.Я.Френкель

тся [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.

Обратимся вначале к равновесному растяжению идеальной резины. Из уравнения (V. 22) следует, что (dSi/dX)p, т < 0, так как при растяжении f ;> 0. Поэтому должно быть, 5Q = = TdS < 0 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), та теплота, выделенная при деформации, равна работе внешних сил. При изотермической равновесной деформации выделенная теплота (—8Q) пропорциональна изменению энтропии (—TdS). Если внутренняя энергия изменяется (реальная резина), то

?теплота, выделенная при деформации, равна разности между работой внешних сил и изменением внутренней энергии.

Так как тепловые эффекты при деформации резин незначительны, то их трудно измерять. Обычно предпочитают поэтому рассчитывать тепловой эффект по изменению температуры при адиабатической (быстрой) деформации. При адиабатических условиях энтропия не меняется (dS = 0), а теплота, выделенная системой, идет на увеличение внутренней энергии, сопровождаемое увеличением температуры 5Q = CLdT, где Cl — теплоемкость резины при постоянной длине L. Изменение температуры дается термодинамическим соотношением

(V. 27)

Соотношение (V. 27) дает связь между изменением температуры при увеличении длины образца резины на dL и тепловым эффектом. Изменение температуры при достаточно быстром (адиабатическом) растяжении от LQ до L равно

Наблюдаемый эффект инверсии (см. рис. V. 7) объясняется шеравновесностью процесса при быстром растяжении резины, когда в начале деформации ее упругая составляющая может быть достаточно значительной по сравнению с высокоэластической. При равновесной же деформации резины упругая составляющая ее имеет ничтожную величину, примерно равную Ф,05% от высокоэластической составляющей. Весь проведенный в предыдущих разделах анализ эту упругую составляющую деформацию резины не учитывал.

В предельном случае при очень быстром растяжении, когда полимерные цепи не успевают 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.

Вследствие сказанного наблюдаемое явление термической инверсии не исключает термодинамическое определение идеальности резины. Близость многих реальных резин к идеальной при медленных (равновесных) деформациях несколько нарушается при быстрых деформациях.

Заключение

Мы рассмотрели одно из важнейших в физике полимеров-' приложений термодинамики к полимерам в высокоэластическом состоянии. Термодинамические соотношения применимы к равновесной деформации сшитых эластомеров (гибкоцепных полимерных сеток). Из сравнения термодинамических соотношений с экспериментальными данными следует, что природа упругости полимерных сеток выше температуры стеклования энтропийная, а модули упругости имеют малые значения. При этом деформации сшитого эластомера характеризуются большими значениями (сотни процентов). Таким образом, отличие упругости полимеров в высокоэластическом состоянии от упругости твердых тел существенно. Энтропийная природа упругости полимеров приводит в высокоэластическом состоянии к. тепловым эффектам при деформациях, противоположным тем,, которые наблюдаются у обычных твердых тел.

Глава VI

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА МАКРОМОЛЕКУЛ

Природа высокоэластичности объясняе

страница 81
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224

Скачать книгу "Физика полимеров" (3.14Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
адвокаты по недвижимости москва
купить алюминиевые радиаторы для отопления
сковорода чугунная fissler
курсы шитья одежда для животных

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(02.12.2016)