Білім және ғылым



бет56/146
Дата01.11.2022
өлшемі2,97 Mb.
#46713
түріОқулық
1   ...   52   53   54   55   56   57   58   59   ...   146
Молекулалық теория. Иілгіш тізбек үшін тепе-теңдік жағдайда ең ықтимал термодинамикалық күй − оның оралған шумақ түріндегі конформациясы.
Жоғары эластикалық полимер деформацияланғанда, оның иілу дәрежесі өзгеріп, біртіндеп жазыла бастайды. Мұнда валенттілік бұрыш пен байланыс ұзындығы өзгермейді, полимер үлгісі ұзындығының ұзара түсуі байланыс осі арқылы сегменттердің айнала жылжуынан болады. Сыртқы деформациялаушы күштің әсеріне буындардың, сегменттердің жылулық қозғалысы қарсы әсер етеді. Бірақ оның үлесі болымсыз. Деформациялаушы күштің әсерінен макромолекулалар ішкі жылулық қозғалыстың салдарынан өздерінің бастапқы конформациясына қайта келеді, үлгі алғашқы ұзындығына дейін қысқарады.
Сонымен, молекулалық көзқарас бойынша жоғары эластикалық деформацияның мәні − оралған ұзын иілгіш тізбектердің берілген кернеудің әсерінен жазылып, кернеуді кейін түсіргенде, олардың алғашқы қалпына қайта оралуы.
Термодинамикалық теория. Жоғары эластикалықтың табиғатын түсіну үшін полимердің жоғары эластикалық деформация кезіндегі термодинамикалық функциялардың өзгеруін қарастырайық. Идеалды
каучуктің созылуын қарастырамыз, мұнда деформация кезінде оның көлемі және температура өзгермейді, яғни V және Τ тұрақты. Термодинамиканың бірінші заңына сәйкес:

dQ dU dA,
(5.1)

яғни тепе-теңдіктегі жүйеге берілген жылу dQ оның ішкі энергиясын өзгертуге dU және сыртқы күшке қарсы жұмысқа dA жұмсалады.
Термодинамиканың екінші заңына сәйкес қайтымды үдеріс үшін жүйе Q жылу сіңіргенде, Т температурада энтропияның өзгеруі былай анықталады:

dS dQ / T , яғни dQ TdS
Осы келтірілген екі теңдеуден
dA dU TdS
(5.2)
(5.3)

Каучукті созғанда, механикалық жұмыс жүреді.
dA
fdl ,

мұндағы f − жұмсалған күш мөлшері ; dl − деформация. Сонда:

fdl dU TdS
деп жазамыз. Осыдан:

(5.4)


f dU

T dS

(5.5)


dl


  
T ,V T ,V

Бұл теңдеуден серпімділіктің екі типі барын анықтаймыз: біріншісі, ішкі энергияның өзгерісіне, екіншісі, жылулық қозғалыс пен энтропияның өзгеруіне байланысты.
dl

Идеал каучук деформацияланғанда валенттілік бұрыш, байланыс ұзындығы және молекулааралық күй өзгермейді, демек, ішкі
энергия да өзгермейді dU  0 . Сондықтан серпімділік күш тек


dl


T ,V

энтропияның өзгеруімен анықталады:

f   dS
T  

dl


T ,V

(5.6)


Демек, эластомердің жоғары эластикалық деформациясы температура мен энтропияның өзгеруіне байланысты, ол бұл үдерістің кинетикалық сипатын көрсетеді.



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   52   53   54   55   56   57   58   59   ...   146




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет