Kaip temperatūra veikia gumos juostos tempimą

Daugelis dalykų gamtoje elgiasi gana nuspėjamai, o nuspėjamumas leidžia daryti išsilavinusius spėjimus apie aplinkinį pasaulį. Pavyzdžiui, galite numatyti temperatūrą ir jos įtaką objektams: šiluma plečiasi, šaltis susitraukia. Žiūrėkite, pavyzdžiui, pyragą orkaitėje ir pastebite, kad tešlai kaista, kai jis išsiplečia. Keista, tačiau guminė juosta elgiasi priešingai, kai susitraukia, kai šilta.

Jei kaitinsite guminę juostelę plaukų džiovintuvu, pastebėsite, kad ji susitraukia. Jis susitraukia dėl neįprastų molekulinių gumos savybių. Gumos juostos taip pat tampa trapesnės, kai būna karštos - tai gali būti siejama su šalčiu, nes matėte ledo dūžius, kai į jį patenka kažkas kieto.

Daugelį kasdienių daiktų, įskaitant gumines juostas, sudaro molekulės. Molekulės yra mažos dalelės, sudarytos iš atomų. Kietosiose medžiagose, tokiose kaip guma, molekulės paprastai telpa viena nustatyta forma. Guminė juosta susideda iš milijonų guminių molekulių, išdėstytų juostoje ir sujungtų iš abiejų galų. Molekulės veikia temperatūrą, jos vibruoja ir greičiau stumia su didesne šiluma ir lėčiau, kai šalta.

Kambario temperatūroje guminė juosta grįžta atgal dėl savo elastinių molekulinių savybių. Guminę juostą sudarančios sruogos išsitempia, tačiau gumos molekulių jėgos juos grąžina į pradinę formą. Atsipalaidavę sruogos susisuka į mažyčius susivėlusius kamuoliukus. Ištemptos sruogos ištiesėja.

Jei guma, būdama šilta, elgtųsi kaip ir kitos medžiagos, ji išsiplėstų. Tačiau dėl gumos molekulių išsidėstymo juosta tampa mažesnė. Juos kaitinant „išvyniojami“ susivėlę rutuliai, todėl molekulės tampa mažiau susikaupusios ir panašesnės į gijas. Šioje formoje molekulės užima mažiau vietos ir guminė juosta susitraukia.

Priešingai, taip pat tiesa. Jei atvėsinsite guminę juostelę, ji taps tampresnė ir šiek tiek išsiplės. Taip yra todėl, kad molekulės susitvarko į efektyvesnę tempimo formą. Kadangi molekulės yra standesnės ir struktūriškesnės, jos yra stipresnės.