能彈性

又稱內能彈性，物體變形時由內能變化引起的彈性。一般情況下物體的彈性均屬能彈性。能彈性引起的彈性恢復力有負的溫度係數。處於橡膠態的高聚物形變時，內能變化很小，其彈性主要是由於物體的熵變化引起的。這種彈性叫作熵彈性。在橡膠態高聚物的彈性中能彈性的貢獻約占10%左右。

基本介紹

• 中文名：能彈性
• 外文名：energy elasticitty
• 別名：內能彈性
• 基本特點：應力與應變之間保持單值的關係

能彈性的基本特點是：

①應力與應變之間保持單值的關係，與載入路徑無關，且符合胡克定律，所以能彈性材料也可稱為胡克彈性體；

②彈性變形與時間無關，即彈性變形是瞬時達到的；

③彈性變形量較小，一般在0．1%～1%之間；

④彈性模量較大，可達105MPa數量級；

⑤絕熱伸長時變冷(吸熱)，回復時放熱。

對於天然橡膠或線性非晶態聚合物的高彈態(溫度高於玻璃化溫度)，變形主要是由原處於捲曲狀態的長分子鏈沿應力方向伸展而實現，伸展的分子鏈由於構象數較少，因而熵較小。當外力去除後，熵增大的自發過程將使分子鏈重新回復到捲曲狀態，產生彈性回復。這種由熵變化為主導致的彈性變形稱為熵彈性。熵彈性的基本特點與能彈性剛好相反。由於屬於能彈性的材料在工程上居多，故一般把能彈性簡稱為彈性，它具有線彈性特點，符合胡克定律。

能彈性和熵彈性現象的特徵區別：

主要有如下三點：

①能彈性體的模量高、可逆形變值小，例如鋼的模量達2.1×10^7N/cm2；熵彈性體的模量低，可逆形變值大，如橡膠的模量為20~80N/cm2，其伸長可達百分之幾百。熵彈性體的模量低值與氣體相似，約為10N/cm2。

②能彈性體(如鋼)伸長時變冷(吸熱而增加內能)，熵彈性體(如橡膠)伸長時發熱(熵減小而放出熱量)。

⑧負荷下的鋼加熱時膨脹，而只有很輕微拉伸下的橡膠才是這樣，一般，伸長較大的橡膠加熱時收縮。因此，熵彈性體的彈性模量因加熱而增大。