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文檔簡介
1、第七章第七章7.1橡膠彈性的熱力學分析例7-1不受外力作用,橡皮筋受熱伸長;在恒定外力作用下,受熱收縮,試用高彈性熱力學理論解釋解:(1)不受外力作用,橡皮筋受熱伸長是由于正常的熱膨脹現(xiàn)象,本質是分子的熱運動。(2)恒定外力下,受熱收縮。分子鏈被伸長后傾向于收縮卷曲,加熱有利于分子運動,從而利于收縮。其彈性主要是由熵變引起的,中,f=定值,所以,即收縮,而且隨T增加,收縮增加。例7-2試述高聚物高彈性的熱力學本質,并計算:(1)高彈切變
2、模量為106達因/厘米2的理想橡橡膠在拉伸比為2時,其單位體積內儲存的能量有多少(2)把一輕度交聯(lián)的橡皮試樣固定在50%的應變下,測得其拉應力與溫度的關系如表所示,求340K時熵變對高彈應力貢獻的百分比拉應力(kg/cm2)4.775.015.255.505.735.97溫度K295310325340355370解:高聚物高彈性的本質為熵彈性。橡膠拉伸時,內能幾乎不變,而主要引起熵的變化。(1)dyncm2儲能函數對于單位體積V=1cm
3、3時,(2)以f對T作圖,斜率=例7-3設一個大分子含有1000個統(tǒng)計鏈段,每個鏈段平均長度為0.7nm,并設此大分子為自由取向鏈。當其末端受到一個10-11N的力時,其平均末端距為多少?將計算結果與此鏈的擴展長度作一個比較。若例7-5說明為什么橡膠急劇拉伸時,橡膠的溫度上升,而緩慢拉伸時橡膠發(fā)熱。解:(1)急劇拉伸時絕熱條件下,對于無熵變。吉布斯自由能的變化————(1)∵————(2)∴————(3)∵,,,∴————(4)此現(xiàn)象稱
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