ゴムと熱

何かをゴムにつけてつるすと，ゴムがのびて，ある程度のびたところで力がつりあう．

このゴムをライターとかで熱すると，ゴムの長さが変化する．

ここで質問．

「ゴムを熱するとゴムは伸びるか．縮むか．」

答えは自分で簡単な実験すればわかる．この事実を初めてしったのは，ファインマン物理学Ⅱの熱力学の章を読んでいたときなんだけど，先日セミナーで実際に実験したものを見ることができた．なんで自分で実験してみなかったんだろう，と思ったけど，すごくおもしろかったし，今度は自分で実験しよう，するべきだ．

で答えなんだけ，自分は伸びると思った．だって，ガムとか温まるとやわらかくなるから．でも実際には縮む．ちなみに金属だと，熱すると伸びるらしい．

これはしっかりと理解するにはなんだっけ量子力学とかやらないといけないのかな．でもまぁとりあえず熱力学の第一法則で定性的な理解ができる．

ゴムが熱すると縮む理由

ゴムについて熱力学第一法則を考えると

U :ゴムの内部エネルギー

W :ゴムにされる仕事

Q :ゴムに入り込む熱量

ゴムの内部エネルギーの変化は0であるとすると（この仮定は熱力学からはわからないと思うけど正しいらしい．）熱する，つまりQ>0のときはW<0でありゴムは仕事をする．ゴムが仕事をするということは張力の向きを考えれば縮むということである．つまりゴムを熱すると縮むのである．

金属が伸びるっていうのはたぶんこの内部エネルギーの変化が0でないってことなんだろうと思う．ただの予想なんだけど．

高３の人が化学室から薬品を盗んで爆弾を作ったとかニュースでみたけど，爆弾を作りたいと思って実際につくりとげるその好奇心というのかな，すごいと思う．ちょっと倫理感とかそこらへん抜けてると思うけど，ぜひそこらへんを修正して科学の道を歩んで欲しい．