Muchas cosas en la naturaleza se comportan de maneras bastante predecibles y la predictibilidad le permite hacer conjeturas fundamentadas sobre el mundo que lo rodea. Por ejemplo, puede hacer predicciones sobre la temperatura y su efecto en los objetos: el calor se expande, el frío se contrae. Mira un pastel en un horno, por ejemplo, y notas que se expande a medida que la masa se calienta. Curiosamente, sin embargo, una goma elástica hace lo contrario, contrayéndose cuando está caliente.
Contracción inesperada
Si calienta una banda de goma con un secador de pelo, notará que se contrae. Se encoge debido a las inusuales propiedades moleculares del caucho. Las bandas de goma también se vuelven más frágiles cuando están calientes, algo que podría asociar con el frío porque ha visto cómo el hielo se rompe cuando algo sólido lo golpea.
Moléculas y movimiento
Muchos objetos cotidianos, incluidas las gomas elásticas, están formados por moléculas. Las moléculas son partículas diminutas formadas por átomos. En sólidos como el caucho, las moléculas normalmente encajan en una forma determinada. Una banda de goma consta de millones de moléculas de goma dispuestas en una tira y unidas por ambos extremos. Las moléculas se ven afectadas por la temperatura, vibran y se empujan más rápido con más calor y más lentamente cuando están frías.
Caucho a temperatura ambiente
A temperatura ambiente, una banda de goma se rompe debido a sus propiedades moleculares elásticas. Las hebras que forman la banda de goma se estiran, pero las fuerzas de las moléculas de goma las devuelven a su forma original. Cuando se relajan, las hebras se enrollan en pequeñas bolas enredadas. Cuando se estira, las hebras se enderezan.
Efectos del calor
Si el caucho se comportara como otras sustancias cuando estuviera caliente, se expandiría. Sin embargo, debido a la disposición de las moléculas de caucho, la banda se vuelve más pequeña. Calentarlas "desenrolla" las bolas enredadas, haciendo que las moléculas estén menos agrupadas y más parecidas a hebras. De esta forma, las moléculas ocupan menos espacio y la goma elástica se encoge.
Efectos del frío
Lo contrario también es cierto. Si enfrías una banda elástica, se vuelve más elástica y se expande ligeramente. Esto se debe a que las moléculas se organizan en una forma de estiramiento más eficiente. Debido a que las moléculas son más rígidas y estructuradas, son más fuertes.