Beaucoup de choses dans la nature se comportent de manière assez prévisible, et la prévisibilité vous permet de faire des suppositions éclairées sur le monde qui vous entoure. Par exemple, vous pouvez faire des prédictions sur la température et son effet sur les objets: la chaleur se dilate, le froid se contracte. Regardez un gâteau dans un four, par exemple, et vous remarquerez qu'il se dilate à mesure que la pâte chauffe. Curieusement, cependant, un élastique fait le contraire, se contractant lorsqu'il est chaud.
Contraction inattendue
Si vous chauffez un élastique avec un sèche-cheveux, vous remarquerez qu'il se contracte. Il rétrécit en raison des propriétés moléculaires inhabituelles du caoutchouc. Les élastiques deviennent également plus fragiles lorsqu'ils sont chauds - quelque chose que vous pourriez associer au froid parce que vous avez vu de la glace se briser lorsque quelque chose de solide la frappe.
Molécules et mouvement
De nombreux objets du quotidien, y compris les élastiques, sont constitués de molécules. Les molécules sont de minuscules particules constituées d'atomes. Dans les solides tels que le caoutchouc, les molécules s'emboîtent normalement dans une forme définie. Un élastique se compose de millions de molécules de caoutchouc disposées en bande et jointes aux deux extrémités. Les molécules sont affectées par la température, vibrant et se bousculant plus rapidement avec plus de chaleur et plus lentement lorsqu'elles sont froides.
Caoutchouc à température ambiante
À température ambiante, un élastique se rétracte en raison de ses propriétés moléculaires élastiques. Les brins qui composent l'élastique s'étirent, mais les forces dans les molécules de caoutchouc les ramènent à leur forme d'origine. Une fois détendus, les brins roulent en minuscules boules emmêlées. Une fois étirés, les brins se redressent.
Effets de la chaleur
Si le caoutchouc se comportait comme les autres substances à chaud, il se dilaterait. Cependant, en raison de la disposition des molécules de caoutchouc, la bande devient plus petite. Les chauffer "déroule" les boules emmêlées, rendant les molécules moins groupées et plus semblables à des brins. Sous cette forme, les molécules prennent moins de place et l'élastique se rétrécit.
Effets du froid
L'inverse est également vrai. Si vous refroidissez un élastique, il devient plus extensible et se dilate légèrement. C'est parce que les molécules s'organisent en une forme d'étirement plus efficace. Parce que les molécules sont plus rigides et structurées, elles sont plus solides.