Почему растянутая резинка становится теплее
Резина кажется сплошным материалом, но внутри неё — длинные молекулы, похожие на спутанные нити. В покое они свернуты и переплетены. Когда резинку тянут, цепочки распрямляются и выстраиваются вдоль направления растяжения. Меняется не только форма резинки: меняется и то, как энергия распределена между движением молекул и их упорядоченным расположением.
Откуда берётся тепло
Чтобы растянуть резинку, приходится прикладывать силу. При быстром растяжении часть затраченной энергии переходит в беспорядочное движение молекул — то есть в тепло. Поэтому кожа может почувствовать, что натянутая резинка стала немного теплее.
Здесь важно слово «быстром»: если тянуть медленно, резина успевает обмениваться теплом с окружающим воздухом и рукой, поэтому эффект заметить труднее. А при быстром отпускании распрямлённые цепочки снова сворачиваются. В подходящих условиях резинка при этом забирает часть энергии у окружающей среды и охлаждается.
Почему резинка ведёт себя не как обычная пружина
У металлической пружины при растяжении атомы смещаются относительно друг друга, а при отпускании возвращаются на места. В резине заметную роль играет другое: длинные цепочки меняют степень спутанности. Их стремление вернуться к множеству возможных свернутых конфигураций помогает резинке сокращаться.
Поэтому растяжение резинки — не просто увеличение расстояния между её концами. Это перестройка тысяч молекулярных цепочек, и тепло становится ощутимым следом этой перестройки.
