химический каталог




Высокомолекулярные соединения

Автор A.M.Шур

пных молекул.

Высокоэластическое состояние наиболее характерно для мягкой резины, являющейся почти идеальным представителем высокоэластических гел В то время как обычные твердые кристаллические тела

Рис. 88. Зависимость деформации от температуры для низкомолекулярных веществ: А — кристаллическое тело, 6 — аморфное тело

при сравнительно больших нагрузках деформируются обратимо всего на несколько процентов, обратимая деформация мягкой резины достигает тысячи процентов и требует значительно меньших усилий (рис. 89). Другими словами, модуль упругости, определяемый на основе закона Гука как отношение прилагаемого напряжения к относительной деформации, имеет небольшую величину. В этом отношении идеальное высокоэластическое тело напоминает газ, несмотря на отсутствие внешнего сходства между ними. На самом деле газ, так же как Мягкая резина, способен совершать большие обратимые изменения формы под действием малых усилий.

Для того чтобы это сходство было более очевидным, рассмотрим изотермическое сжатие идеального газа в цилиндре с поперечным сечением А (рис 90) и допустим, что поршень под давлением р перемещается на величину —dt*

В таких случаях приращение объема равно dV~—dlA при общем объеме V — AL

Дифференцируя уравнение идеального газа pV = RT при постоянной температуре, получаем

pdV+Vdp^O,

откуда

* Знак «минус» означает* что происходит уменьшение объема при возрастании давления.

dV —dlA DL

dp P — —P ~TJ- -P —.

Если сравнить полученное уравнение с математическим выражением закона Гука " /

dl

а=Е\ = Е —,

(X.7)

то нетрудно заметить, что dp имеет "смысл механического напряжения, развиваемого в газе при сжатии, a dV/V~—dljl представляет собой относительную деформацию. Роль модуля упругости выполняет р, которое при нормальных условиях равняется 1 кг/см2, или

0,01 кг/мм2. Модуль упругости каучука и резины колеблется в пределах 0,02—2 кг/мм2, т. е. является величиной того же порядка.

л.

0 10 20 30

Напряжение, кг/ммг

Рис. 89. Кривые растяжения стали и каучука' / — сталь, 2 — каучук

Сопоставление значения модуля упругости для ряда материалов показывает, что модули упругости газа и каучука во много тысяч раз меньше, чем у таких типичных кристаллических тел, как железо и кварц. Пластические массы, текстильное волокно и стекло занимают промежуточное положение. Кроме того, если модуль упругости у каучука и газа* растет пропорционально температуре, то модули кристаллических тел, наоборот, падают. Растяжение кристаллических тел приводит к их охлаждению, а сжатие — к разогреванию. У высокоэластических материалов наблюдается обратное явление (методом дифференциального термического анализа можно непосредственно оценить тепловой эффект деформации **); тепло, выделившееся при деформации, снова поглощается во время сокращения образца.

Модуль упругости (модуль Юнга) для различных материалов, кг/мм2

Железо, сталь 20 000—2? ООО

Платина 16 000—17 500

Кварц (крист.) 8 000—10 000

Нити натурального шелка 650

Каучук, резина 0,2—2

Медь 10 400

Цинк 8 000—13 000

Целлулоид 130—250

* При росте температуры увеличивается давление газа.

** На начальных этапах растяжения вулканизованного натурального каучука при деформации, не превышающей 17—20%, наблюдается незначительное охлаждение (поглощение тепла), но в дальнейшем происходит повышение температуры, пропорциональное степени растяжения. Причина охлаждения не вполне ясна, возможно, что оно обусловлено тепловым расширением образца или расходом тепла на разрушение исходной структуры каучука. [26, гл. 10].

Газ (норм, усл.) . . .' 0,01

Растяжение кристаллических тел сопровождается увеличением

удельного объема, при высокоэластической деформации объем

практически не меняется. В то время как обычная упругая деформация развивается практически моментально, со скоростью звука,

высокоэластическая деформация требует некоторого промежутка

времени. Наконец, обратимая деформация кристаллических тел

составляет несколько процентов от первона- * Н1

чального размера образца,резина же способна деформироваться на 1000% и более, а

сжимаемость газов — еще больше. Столь

значительное отличие в характере деформации этих веществ наталкивает на мысль,

что упругость газов и каучуков имеет

Принципиально иную Природу, чем упру- Рис. 90. Изотермическое сжатость кристаллических тел. тие газа в цилиндре

Для выяснения причины этого различия вернемся к рассмотренному выше изотермическому сжатию таза (см. рис. 90). Если внешняя сила FT перемещает поршень на величину dl, то работа сжатия равна FtdL Между частицами идеального газа нет сил взаимодействия, поэтому сжатие не вызывает изменения внутренней энергии газа, и вся затраченная работа превращается в тепло dQ, которое передается внешней среде:

dQ =FTdl.

С другой стороны, количество выделяющегося тепла может быть связано с изменением энтропии системы dS при помощи соотношения

dQ=~TdS.

Следовательно,

Frdl=—TdS, или Fr=— т(—). (Х.

страница 151
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Высокомолекулярные соединения" (7.26Mb)


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

 

 

Реклама
Кликните, закажите с промокодом "Галактика" - 300 руб скидка - самый мощный игровой компьютер в мире - онлайн кредит "не выходя из дома" по всему РФ!
паспорт wh3 100-50
купить чугунную ванну в москве 150х70
Вешалки для гостиной Бежевый купить

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
(21.01.2017)