химический каталог




Теплофизические методы исследования полимеров

Автор Ю.К.Годовский

тной до жидкого азота [23]. Достаточно ориентированный образец сокращается во всем этом температурном интервале. Этот крайне интересный экспериментальный факт свидетельствует о том, что стеклование не оказывает заметного влияния на характер и величину сокращения, несмотря на примерно равное соотношение кристаллической и аморфной фаз в этом образце. Это наводит на мысль о важной роли сильно ориентированных проходных макромолекул в механизме сокращения полимеров. Оценка среднего для всего температурного интервала коэффициента сокращения приводит к величине, равной примерно —2 -10-5 К-1, что практически совпадает с данными для высоких температур.

Изучение анизотропии теплового расширения ориентированных полимеров проводилось на аморфных полимерах [24]. Отрицательные коэффициенты при этом не обнаружены, что можно отнести за счет недостаточно высокой ориентации. Приведенные на рис. III.3 и в табл. III.2 результаты по влиянию степени вытяжки на относительное изменение коэффициентов расширения ряда стеклообразных полимеров в температурном интервале от —80 до +45 °С свидетельствуют о достаточно точном совпадении измеренных коэффициентов с рассчитанными по формуле (Ш.З). Эти результаты находятся в очень хорошем соответствии с данными по анизотропии теплопроводности, полученными в этой же работе и рассмотренными в предыдущем разделе.

Таблица II 1.2. Термические коэффициенты расширения аморфных полимеров [24]

Полимер Степень Термический коэффициент линейного расширения X 1№, К-1

ориента-

ции, % 01 И

(расчет) (эксперимент)

400 7,35 7,98 7,77 7,74

Полиметилметакрилат 157 5,59 8,58 7,59 7,59

275 4,07 9,30 7,56 7,59

Полншияилхлорид . , . 85 4,45 7,68 6,61 6,63

165 2,44 8,63 6,57 6,63

Поликарбонат .... 67 2,31 8,25 6,27 6,25

Термодинамика обратимых деформаций

Приложение напряжения к упругому материалу сопровождается обратимым изменением его температуры и соответствующими тепловыми эффектами. Изложение термодинамики упругих явлений в твердых телах целесообразно начать с рассмотрения термоупругости стержней. Уравнением состояния стержня является соотношение вида f=f(l, Т). Это уравнение, объединяющее зависимость длины стержня I от температуры Т. (тепловое расширение) и от растягивающей силы / (закон Гука) в области упругих (обратимых) деформаций в достаточно широком интервале температур, дале152

153

ком от температуры плавления, имеет вид [25, с. 52]

t = EA[wUn -'] (Ш-4)

где Е — модуль Юнга; А — площадь поперечного сечения стержня; h—длила стержня в отсутствие растягивающей силы при исходной темяературе; 6 — термический коэффициент линейного расширения стержня.

При анализе термодинамики стержней величины Е и В считают постоянными и пренебрегают величинами, второго порядка малости по ВГ и изменением поперечного сечения при растяжении . В пределах такой точности уравнение состояния стержня проще применять в виде

f-?a[-^-(l-pT)-l] (III. 5)

Используя соотношения между термодинамическими коэффициентами и уравнение состояния стержня, выведем основные соотношения для термомеханического эффекта.

Изменение температуры при адиабатическом нагру-жении выражается соотношением

№).-- -( ),

где с/ — теплоемкость при постоянной силе.

Обозначив термический коэффициент линейного расширения р/ нагруженного силой f образца через

(й1)/^' соотношение (Ш.6) можно привести к виду

dT,= -TWdf/c, (III. 7)

или для конечных изменений (поскольку изменения температуры малы) к виду

ДГ, ЩЩс, я - грй//е, (III. 8)

Уравнение (III.8) было впервые получено Томсоном (Кельвином) [26], создавшим основы теории термоупругости. Впоследствии вопросами термоупругости занимались известные ученые, и соотношение (III.8) неоднократно выводилось из самых различных предположений [27, с. 74; 28—30; 31, с. 15].

Из уравнения (Ш.8) следует, что знак изменения температуры определяется знаком термического коэффициента расширения Р/. Тела с положительным термическим коэффициентом расширения должны охлаждаться при растяжении и нагреваться при сжатии.

Еще в классических опытах Джоуля [32, 33] по определению механического эквивалента теплоты было экспериментально установлено, что мгновенное приложение (или снятие) нагрузки к твердому телу сопровождается обратимым изменением температуры на небольшую величину. При этом было установлено, что металлические стержни и проволоки охлаждаются при нагружении и нагреваются при снятии напряжений. Сжатие металлических стержней приводило к противоположным по знаку изменениям температуры.

Экспериментальная проверка линейного соотношения между изменением температуры и приложенной силой проводилась неоднократно [5, с. 461] и приводила к полному соответствию с этим соотношением в тех случаях, когда измерение всех величин, входящих в уравнение, проводилось на одном и том же образце. Среди прочих были исследованы и стержни из иодида серебра, обладающего отрицательным макроскопическим термическим коэффициентом расширения. В полном согласии с уравнением (Ш.8) они нагревалис

страница 51
< 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

Скачать книгу "Теплофизические методы исследования полимеров" (3.18Mb)


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

 

 

Реклама
курсы повышения квалификации ремонт рефрижераторов
земельные участки новорижское направление
белая кровать на 120см ширина
электросамокат t-walker-1000w

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
(19.11.2017)