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高彈性的熱力學解釋

根據熱力學定律，在外力作用下，熵、內能和應力、應變有下列關系：

式中σ為應力,T為*對溫度,L為伸長，S為熵，E為內能。可以看出，在恒溫拉伸下，熵隨形變的增加而減小時，其減小值等于定伸長下應力隨溫度的增加而增加的量，即拉伸力正比于*對溫度，這*點為K.H.邁爾等的實驗結果（見圖）所證實。
 

在215～340K的溫度范圍內,應力隨溫度呈線性增加，而且應力基本上正比于*對溫度，即或，因此熵的變化對橡膠的高彈性的貢獻是主要的。在玻璃化溫度(213K)時，應力與溫度的關系有*反轉點，在此溫度以下或拉伸形變小于10%時，應力隨溫度的升高而下降，從而出現熱彈性反轉點，這主要是固體的熱膨脹性所致，因而與內能有關。

從橡膠*熱形變時橡膠本身的溫度上升也能看出高彈性與熵有關。橡膠*熱形變時的熱效應ΔT可用下式計算：

(1)

式中CL為定伸下樣品的比熱容;L0和L分別為樣品的原始長度和拉伸長度。ΔT可由實驗直接測定,也可由代入式(1)計算而得。試驗值與計算值*致,證明高彈性的熱效應是熵變所引起的。通過橡膠的熱效應還可證明，在.初的形變階段（約10%拉伸），樣品溫度略有下降，這與橡膠在小形變時以內能變化為主，大形變時以熵的變化為主的結論相*致。