자연의 많은 것들이 상당히 예측 가능한 방식으로 작동하며 예측 가능성을 통해 주변 세계에 대해 교육적인 추측을 할 수 있습니다. 예를 들어 온도와 그 온도가 물체에 미치는 영향 (열 팽창, 냉기 수축)에 대한 예측을 할 수 있습니다. 예를 들어, 오븐에서 케이크를 보면 반죽이 가열됨에 따라 케이크가 팽창하는 것을 알 수 있습니다. 그러나 이상하게도 고무 밴드는 반대로 따뜻할 때 수축합니다.
예상치 못한 수축
헤어 드라이어로 고무 밴드를 가열하면 수축하는 것을 알 수 있습니다. 고무의 특이한 분자 특성 때문에 수축합니다. 고무 밴드는 또한 뜨거울 때 더 부서지기 쉽습니다. 단단한 물체가 부딪히면 얼음이 깨지는 것을 보았 기 때문에 추위와 연관 될 수 있습니다.
분자와 운동
고무줄을 포함한 많은 일상적인 물체는 분자로 이루어져 있습니다. 분자는 원자로 구성된 작은 입자입니다. 고무와 같은 고체에서 분자는 일반적으로 하나의 세트 모양으로 서로 맞습니다. 고무 밴드는 스트립으로 배열되고 양쪽 끝이 결합 된 수백만 개의 고무 분자로 구성됩니다. 분자는 온도의 영향을 받아 더 많은 열로 더 빠르게 진동하고, 추울 때는 더 느리게 진동합니다.
상온 고무
실온에서 고무 밴드는 탄성 분자 특성으로 인해 뒤로 물러납니다. 고무 밴드를 구성하는 가닥은 늘어나지 만 고무 분자의 힘은이를 원래 모양으로 되돌립니다. 이완되면 가닥이 작은 얽힌 공으로 굴러갑니다. 늘어 나면 가닥이 곧게 펴집니다.
열의 영향
고무가 따뜻할 때 다른 물질처럼 행동하면 팽창합니다. 그러나 고무 분자의 배열로 인해 밴드가 작아집니다. 그것들을 가열하면 얽힌 공이 "풀려"분자가 덜 뭉쳐지고 가닥처럼 생깁니다. 이 형태에서 분자는 더 적은 공간을 차지하고 고무 밴드는 수축합니다.
감기의 영향
그 반대도 사실입니다. 고무 밴드를 식히면 더 늘어나고 약간 확장됩니다. 이것은 분자가 더 효율적인 스트레칭 모양으로 조직되기 때문입니다. 분자가 더 단단하고 구조화되어 있기 때문에 더 강합니다.