4
В.П. Михайлов, И.К. Зобов, А.С. Селиваненко
стоянство объема при деформации, малое значение модуля упругости,
большую величину и обратимость деформации. При деформации свер-
нутой макромолекулы меняется взаимное расположение ее сегментов.
Это приводит к изменению упорядоченности в системе, которое может
быть охарактеризовано изменением энтропии.
При деформировании на
dl
МР-эластомера длиной
l
0
и объемом
V
работа деформации равна
fdl
, где
f
— деформирующая сила. Из термо-
динамики известно, что для равновесного процесса деформирования
(
Т
= const,
V
= const) изменение внутренней энергии эластомера равно:
dU = dA + TdS
, (1)
где
dA
— работа деформации эластомера (
dA
=
fdl
);
T
— абсолютная
температура эластомера;
dS
— изменение энтропии эластомера.
Энтропия
S
характеризует степень упорядоченности микроэлемен-
тов в системе, степень устойчивости данного состояния. При приложе-
нии силы к образцу эластомера и его деформировании энтропия умень-
шается, при снятии нагрузки и возвращении МР-эластомера в исходное
состояние энтропия снова увеличивается. Разупорядочивание элементов
в МР-эластомере связано в основном с перемещением макромолекул
относительно друг друга и изменением формы макромолекул из свер-
нутых в более вытянутые.
Продифференцировав левую и правую части уравнения (1) по
dl
,
найдем выражение для деформирующей силы
f
:
.
dU dS
f
T
dl
dl
(2)
Уравнение (2) дает общую картину изменения энергетического со-
стояния МР-эластомера при его деформировании: меняется как его вну-
тренняя энергия, так и энтропия. В определенных условиях, максималь-
но приближенных к равновесным (
Т
= const,
V
= const), изменение вну-
тренней энергии может быть незначительно и им можно пренебречь:
0.
dU
dl
(3)
В этом случае говорят, что эластомер ведет себя как идеальный. Для
идеального эластомера напряжение, возникающее при деформации,
обусловлено изменением энтропии:
.
dS
f
T
dl
(4)
Выражение (4) имеет огромное значение для построения физиче-
ской модели поведения эластомера под действием нагрузки: оно пока-
