6.2橡胶弹性的热力学分析在拉伸和压缩时是放热反应,所以可以用热力学理论分析热力学理论类似于气体根据热力学第一定律:dU = dQ-dW绝热过程形变可逆,根据热力学第二定律dS = dQ/T拉伸时:dW=PdV+(-f)dlPdV:体积变化功f:外力(-f)dl:长度变化功则:dU=TdS-PdV+fdl等压下:dH=dU+PdV=PdV+ TdS-PdV+fdl= TdS +fdl
6.2 橡胶弹性的热力学分析 在拉伸和压缩时是放热反应,所以可以用热力学理论分析 热力学理论 类似于气体 根据热力学第一定律: dU = dQ-dW 绝热过程 形变可逆,根据热力学第二定律: dS = dQ/T 拉伸时: dW =PdV+(-f)dl PdV:体积变化功 (-f)dl:长度变化功 f:外力 则:dU = TdS- PdV+fdl 等压下: dH = dU+PdV = PdV+ TdS- PdV+fdl = TdS +fdl
6.2橡胶弹性的热力学分析38%3.022%Bd/solxo2.013%1.06%3 %0.0020406080T/C固定伸长时天然橡胶的拉力(或应力)-温度关系在伸长率小时,斜率为负在伸长率大时,斜率为正这种现象称作热弹颠倒现象
6.2 橡胶弹性的热力学分析 固定伸长时天然橡胶的拉力(或应力)-温度关系 在伸长率小时,斜率为负在伸长率大时,斜率为正, 这种现象称作热弹颠倒现象
6.2橡胶弹性的热力学分析热弹颠倒现象的原因分析根据Gibbs自由能的定义G=H-TS=U+PV-TSdG = dH-TdS-SdT=dU+PdV-TdS-SdT等压下:dG=fdl-SdT等温下:dG = fdl-VdPdG = fdl等温等压下:则:此等式的导出是为了将不好表示的微观内容用易于理解的宏观现象来说明
6.2 橡胶弹性的热力学分析 热弹颠倒现象的原因分析 根据Gibbs自由能的定义 G=H-TS=U+PV-TS dG = dH-TdS-SdT = dU+PdV-TdS-SdT 等压下: dG = fdl-SdT 等温下: dG = fdl-VdP 等温等压下: dG = fdl 则: 此等式的导出是为了将不好表示的微观内容用易于 理解的宏观现象来说明
6.2橡胶弹性的热力学分析表示出应力随温度的变化关系在高的外力作用时为一过绝对温度零点的直线在外力作用下,高分子材料主要是发生变化,用于构象熵的变化,所以橡胶弹性也称为腐弹性有:fdl=-TdS = -dQ拉伸时外力对体系作功f>0,dl>0一→dQ<0放热(构象变化)压缩时体系对外力作功f<0,dl<0一dQ<0放热可用于气体压缩,制成制冷机拉伸时:解释:橡胶在温度增加时,模量也随之增加的现象橡胶弹性是摘弹性这一理论是正确的
6.2 橡胶弹性的热力学分析 表示出应力随温度的变化关系在高的外力作用时为一过绝对温度 零点的直线 在外力作用下,高分子材料主要是熵发生变化,用于构象熵的变 化,所以橡胶弹性也称为熵弹性 有:fdl = -TdS = -dQ 拉伸时 外力对体系作功 f>0,dl>0 →dQ<0 放热(构象变化) 压缩时 体系对外力作功 f<0,dl<0 →dQ<0 放热 可用于气体压缩,制成制冷机 拉伸时: 解释:橡胶在温度增加时,模量也随之增加的现象 橡胶弹性是熵弹性这一理论是正确的