《高分子物理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第6章 橡胶弹性 Rubber Elasticity

6.2橡胶弹性的热力学分析 Thermodynamical analysis of rubber elasticity l=l o+ dl f∫ lo-Original length dl-extended lengt ∫- tensile force p-所处大气压d体积变化

6.2 橡胶弹性的热力学分析 Thermodynamical analysis of rubber elasticity l0 l = l0 + dl f f l0 – Original length f – tensile force dl – extended length P—所处大气压 dV—体积变化

热力学第一定律 First law of thermodynamics du=do-ow f dU-体系内能 Internal energy变化 60-体系吸收的热量P膨胀功 6W-体系对外所做功 ll拉伸功 oW=Pdv-fal 假设过程可逆 0Q=Tas

热力学第一定律 First law of thermodynamics dU =δQ -δW dU – 体系内能Internal energy变化 δQ – 体系吸收的热量 δW – 体系对外所做功 PdV fdl δW = PdV - fdl 假设过程可逆 热力学第二定律 δQ=TdS 膨胀功 拉伸功 f f

du=Tds-Pdv+fdl 橡胶在等温拉伸中体积不变,即d=0 du=Tas fal aU 对球偏导 T T T U aS 难以测量 f 要变换成实 T T 验中可以测 量的物理量 内能变化熵变化

橡胶在等温拉伸中体积不变， 即 dV=0 dU = TdS + fdl 对l求偏导                 T,V T,V U S = T + f l l dU =TdS - PdV+fdl             T,V T,V U S f = -T l l     内能变化 熵变化 难以测量, 要变换成实 验中可以测 量的物理量

等温等容条件的热力学方程: S T T V 此式的物理意义: 外力作用在橡胶上,一方面使橡胶的内能随着伸长而变化,另 方面使橡胶的熵随着伸长而变化。 或者说,橡胶的张力是由于变形时,内能发生变化和熵变化而 引起的

等温等容条件的热力学方程： 此式的物理意义： 外力作用在橡胶上，一方面使橡胶的内能随着伸长而变化，另 一方面使橡胶的熵随着伸长而变化。 或者说，橡胶的张力是由于变形时，内能发生变化和熵变化而 引起的。 T V T V l s T l u f , , ( ) ( )   −   =