Hvorfor Rubber Bands kontrakt ved oppvarming i stedet for å utvide?

Gummi band kontrakt når oppvarmet fordi på molekylært nivå, omfatter de viklet polymer kjeder som blir tettere sammenvevd. Entropien er viktig for å forstå virkemåten av gummibånd.

polymerblanding

Gummistrikker er polymerer, noe som betyr at de er lange molekyler med en primær karbon-kjeden "ryggrad". Disse polymerer blir viklet inn som strenger, nudler, eller knyttet skolissene. Noen polymerer vri og slå i knop rundt seg selv og andre polymerkjeder. Andre er relativt isolert. Avstanden mellom polymerkjedene gir dem mulighet til å bli ytterligere flettet sammen.

Entropy

Entropy kvantifiserer uorden-eller mer presist, endringene i uorden-av et system. Oppvarming et stoff øker sin entropi. Den absorberte varmeenergi går inn molekyler 'shuffling til en mer kaotisk-høyere entropi-konfigurasjon. Tilsvarende oppvarming en gummistrikk gir polymerkjedene mer energi som frigjøres som mekanisk bevegelse. Denne bevegelse vikler seg om en samling av polymerer-gummibåndet-i større grad.

Kontraksjon

På grunn av sin store størrelse, polymerkjedene ikke er mobile nok til å "sprette" av hverandre som atomene i et metall eller små molekyler i en gass ved oppvarming. I stedet betyr større mekanisk sammenfiltring mer tomrom er okkupert av polymerkjedene. Polymerkjedene okkupere mer av det tomme rommet mellom seg-dette tilsvarer høyere entropi.

I essensen, en bunt av polymerer kontrakter i det ledige felt innen det når entropi øker på grunn av oppvarming. Dette utgjør den synlige entreprenør atferd.