تتمدد بعض المواد الصلبة عندما تبرد، ومن أكثر الأمثلة شيوعًا تمدد الماء عند انخفاض درجة حرارته بين 4°C و C " 0 ، ولكن تتمدد الأربطة المطاطية أيضًا عند تبريدها، ابحث عن سبب هذا التمدد ~؟
الإجابة الصحيحة من خلال موقع بوابة الإجابات هي:
تصنع الأربطة المطاطية من جزيئات المطاط الطويلة التي تسمى البوليمرات، والتي تتخذ هيئة سلاسل مزوّدة ببعض الوصلات الطويلة وتنشأ خصائص المطاط من قدرة هذه الوصلات على الالتواء والدوران. وعندما يُبرد المطاط تستطيل هذه الوصلات بخط مستقيم تمامًا كوصلات سلسلة الحديد التي تمسكها بأحد طرفيها وتسمح لها بأن تتدلى بحرية. ولما كانت الوصلات مرتبة بتلك الطريقة فإن للبوليمرات فوضى (إنتروبي) صغيرة نسبيًّا. إن إضافة الحرارة إلى هذه البوليمرات تزيد من حركتها الحرارية، وتبدأ عندها الوصلات في الاهتزاز ويتزايد عدم ترتيبها. وإذا جعلت هذه الوصلات تهتز بهذه الطريقة فإنك سترى أن متوسط طولها يصبح أقل مقارنة بحالة بقاء السلسلة معلقة دون حركة.
الأربطة المطاطية تتمدد عند تبريدها بسبب تركيبها الخاص على المستوى الجزيئي. لفهم ذلك، دعنا نقسم الشرح إلى نقاط:
- ما هي الأربطة المطاطية؟ الأربطة المطاطية ليست مصنوعة من مادة صلبة بسيطة، بل من نوع خاص من المواد يسمى "البوليمر". تخيل البوليمر كأنه سلسلة طويلة جدًا من الخرز المتصلة ببعضها البعض. هذه السلاسل تسمى "جزيئات المطاط".
- كيف تبدو هذه السلاسل؟ هذه السلاسل ليست مستقيمة، بل متعرجة وملتوية بشكل عشوائي. بين كل "خرزة" وأخرى توجد وصلات طويلة ومرنة تسمح للسلسلة بالالتواء والدوران. هذه الوصلات هي السر في مرونة المطاط.
- ماذا يحدث عند التسخين؟ عندما نسخن المطاط، تزداد حركة هذه السلاسل والوصلات. تبدأ الوصلات بالاهتزاز والتحرك بشكل أكبر، مما يجعل السلسلة أكثر فوضوية واهتزازًا. هذا الاهتزاز يزيد من متوسط المسافة بين نقاط السلسلة، لكنه يقلل من طول الوصلات بشكل فعال.
- ماذا يحدث عند التبريد؟ عندما نبرد المطاط، تقل حركة السلاسل والوصلات. الوصلات تحاول أن تستقيم قدر الإمكان، تمامًا مثل سلسلة حديدية معلقة تسمح لها بالتدلي بشكل مستقيم. هذا الاستقامة تجعل السلاسل تطول وتتمدد.
- الفوضى (الإنتروبي): السلاسل المتعرجة والفوضوية لديها "فوضى" أكبر من السلاسل المستقيمة. عندما نبرد المطاط، يميل إلى تقليل هذه الفوضى عن طريق استقامة الوصلات، وهذا الترتيب (تقليل الفوضى) يأتي على حساب زيادة في الطول، أي التمدد.
باختصار، تمدد الأربطة المطاطية عند التبريد ليس بسبب زيادة حجم الجزيئات نفسها، بل بسبب طريقة ترتيبها وتغيرها مع درجة الحرارة. الوصلات بين جزيئات المطاط تحاول الاستقامة عند البرودة، مما يؤدي إلى تمدد الرباط.
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال تتمدد بعض المواد الصلبة عندما تبرد، ومن أكثر الأمثلة شيوعًا تمدد الماء عند انخفاض درجة حرارته بين 4°C و C " 0 ، ولكن تتمدد الأربطة المطاطية أيضًا عند تبريدها، ابحث عن سبب هذا التمدد ~ اترك تعليق فورآ.
