3 Марта 2015

Аналогия между теорией эластичности каучука и теорией идеального газа

Аналогии в области химии   Просмотров: 1055

Е.Гут и Х.Марк (1934), а также В.Кун (1936) построили теорию эластичности каучука по аналогии с теорией идеального газа. Основанием для проведения данной аналогии послужил факт, обнаруженный и проанализированный знаменитым физиком В.Джоулем: каучук при растяжении нагревается, то есть ведет себя подобно сжимаемому газу, но с противоположным знаком деформации.

Г.М.Бартенев и С.Я.Френкель в книге «Физика полимеров» (1990) повествуют: «Именно Джоуль тщательно исследовал обнаруженный еще в 1805 году Гафом фундаментальный факт, что при растяжении каучук нагревается, то есть ведет себя аналогично сжимаемому газу, но с изменением знака деформации. В целом, можно считать, что именно с этих опытов берет свое начало теория каучукоподобной эластичности…» (Бартенев, Френкель, 1990, с.10). Говоря о сходстве эластичного каучукоподобного клубка с идеальным газом, те же авторы подчеркивают: «Статистический клубок имеет прямую аналогию с газом, причем роль давления, удерживающего молекулы газа в определенной емкости, играют ковалентные связи между звеньями макромолекулы» (там же, с.21).

Ряд высказываний об аналогии Е.Гута, Х.Марка и В.Куна можно найти в статье В.М.Волькенштейна «Проблемы теоретической физики полимеров» (журнал «Успехи физических наук», 1959, том LXVII, выпуск 1). В данной статье М.В.Волькенштейн указывает: «…Сеточная теория каучука построена без учета внутри- и межмолекулярных взаимодействий. В этом смысле она подобна теории идеального газа. Бестелесные цепи, из которых построена сетка, предполагаются состоящими из свободно-сочлененных звеньев. Цепи подчиняются гауссовой статистике так же, как и свободные макромолекулы в идеальных растворителях» (Волькенштейн, 1959, с.145). «Аналогия в свойствах каучука и идеального газа, - продолжает М.В.Волькенштейн, - заставляет думать, что каучук состоит из большого числа элементов, изменяющих свое относительное расположение при растяжении. Физическое содержание указанной аналогии только к этому и сводится. (…) Именно на этой основе была построена молекулярная статистическая теория упругости каучука в работах Гута и Марка [52] и Куна [53], позволившая получить приближенно правильное описание зависимости напряжения от деформации и давшая правильный порядок величины модуля упругости» (там же, с.143).

admin

Оставьте комментарий!

Не регистрировать/аноним

(Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.)

Комментатор/хотите зарегистрироваться

(Для регистрации укажите пароль и свой действующий email. Связка email-пароль позволяет вам комментировать и редактировать данные в вашем персональном аккаунте, такие как адрес сайта, ник и т.п. Письмо с активацией придет в ящик, указанный при регистрации.)

(обязательно)