Frage von dreamerdk, 66

Warum kehren Gummiteilchen nach Dehnung immer wieder in ihre "ungeordnete" Position zurück?

Antwort
von PFromage, 45

Der entspannte Zustand ist der mit der höheren Entropie. Und dieser Zustand ist der wahrscheinlichere. Um ihn zu erreichen, "saugt" der Gummi sogar Wärme aus der Umgebung auf, vermindert also dort Entropie (gespannten Gummi an die Lippen halten, entspannen lssen, er kühlt sich ab).

Antwort
von DrillbitTaylor, 41

Einfach ausgedrückt, weil der ungeordnete Zustand die energieärmste Form ist.

Der molekulare Aufbau von elastischem Material ist so "konstruiert", dass sich im Ruhezustand die Molekülketten ungeordnet in einem knäuelähnlichen Zustand befinden. Diese Anordnung ist die "Grundstellung", die auch mit Bindungskräften zwischen den Molekülen mit einer gewissen Kraft aufrecht erhalten wird. Aufgrund dieser Anordnung ist es möglich, diese Molekülketten unter Zug in eine gestreckte Form zu bringen.

Bei Aufheben der Zugkräfte gehen sie unter Kontraktion wieder zurück in ihre amorphe Form, die ihnen mehr "behagt", weil es die Grundstellung ist.

Kommentar von PFromage ,

Der ungeordnete Zustand wird endotherm erreicht. Während der Dehnung wird nur die freie Enthalpie negativ.

Kommentar von DrillbitTaylor ,

Das ist wie beim Arzt - Du bist erkrankt und anhand einer wissenschaftlichen Definition der Diagnose, weißt Du nachher noch weniger als vorher. Kannst Du Deine Formulierung für den Fragesteller auch verständlich rüberbringen?

Kommentar von PFromage ,

Aber sicher: Ob eine chemische Reaktion freiwillig abläuft, hängt von 2 Faktoren ab: von der Wärmetönung=Enthalpie (exo- oder endotherm) und von der Änderung der Unordnung=Entropie. Beide gehen in die Gibbs-Helmholtz-Gleichung ein und ergeben zusammen die Feie Enthalpie (Delta G)

https://de.wikipedia.org/wiki/Gibbs-Energie

. Wenn die insgesamt negativ wird, dann geht es von selber. Im Gummifall  ist d H beim Entspannen positiv=endotherm, von daher sollte der Gummi nicht entspannen. Da aber die Unordnung d S sehr groß wird,  in die Gleichung aber mit neg. Vorzeichen eingeht, wird das delta G doch negativ, das Entspannen geht also freiwillig (und kann nebenbei Arbeit leisten).

Antwort
von bobbelkopp, 35

Das ist echt ne gute Frage und leider werd ich dir das Rätsel auch nicht lösen können.

Aber indem du den Gummi bzw. Kunststoff in die gewünschte Form bringst, also so wie es aussehen soll wenn du es in der Hand hälst, zwingst du es in eine Ordnung rein.

Woran es genau liegt das es so flexibel ist werden dir bestimmt Chemiker sagen können. Fakt ist, so gut wie jedes Material hat eine so genannten Elastizitäts-bereich. Und so lange es den nicht verlässt wird es auch immer wieder in seinen Ursprungsform zurück kehren.

Bei Gummi bzw. Kunststoff ist der halt sehr gross aber nicht unendlich.

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