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1 # 老牛講科學故事
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2 # 甜甜向上精心創作
曾用分子動理論解釋過橡皮的彈性,供參考。
分子動理論的基本內容是:1.物體是由分子組成的;2.分子永不停息地做無規則的運動;3.分子間存在著引力和斥力。
分子間的引力和斥力是同時存在的,並且都隨分子間距離的增大而很快減小。當分子間的引力和斥力相等時,分子處於平衡位置,一般情況下,固體分子都在各自的平衡位置附近做無規則的振動。當分子間的距離小於平衡位置時的相互距離時,斥力大於引力,分子間的作用力表現為斥力;當分子間的距離大於平衡位置時的相互距離時,引力大於斥力,分子間的作用力表現為引力。
橡皮也是由分子組成,組成橡皮的分子也在不停地做無規則的運動,分子間也存在引力和斥力。不過組成橡皮的分子間的距離相對較大,分子間的作用力較小。當受到外力作用時,分子間的距離較易改變,當外力撤去後,分子間的作用力又會使分子回覆到原來的距離,宏觀上表現為較好的彈性。
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橡皮裡含有橡膠,橡膠是由高分子化合物構成的,它們像一根根很長的線,互相纏在一起,但它們很柔軟,很容易移動,所以能被拉得很長。由於生橡膠都會經過硫化處理,所以分子與分子之間就建立起若干個連線點,這叫做交聯,就好像在分子之間架起一座橋,把分子與分子連線起來。這樣,橡膠在被拉長後,這些“橋”阻止了分子間的相對移動。只要一鬆手,分子就被這些“橋”拉回到原來的位置。橡皮的彈性就是這麼來的。
橡皮筋有彈性是生活常識。小時候玩過跳橡皮筋的應該瞭解。
從科學角度來分析,原理是這樣的:
關鍵點:高分子聚合物的作用。
橡皮筋的主要材料是橡膠,這是一種有機物質,無論是天然橡膠還是合成橡膠,都是高分子聚合物,其分子是由許多相同的、簡單的結構單元透過共價鍵重複連線而成的。
橡膠的分子鏈很長,而且呈螺旋狀彎曲,當受外力拉伸時,這些螺旋彎曲狀的分子會變直伸展;當外力消失後,由於內部作用力的影響,它們又會恢復成螺旋彎曲狀,從而使橡膠呈現出很強的彈性。
不過,如果橡膠的變形過大超過限度或變形時間太長,分子鏈就會斷裂,就不能回覆原形,這時會產生永久變形。這就是為什麼用了一段時間後,橡皮筋彈性消失的道理。