Kummipaela jahutamine

Vahendid:

  1. Lai kummipael, tikk ja joonlaud
  2. Statiiv
  3. 100-grammine raskus

Protseduur:

1. Hoia kergelt venitatud kummipaela otstest kinni ning aseta selle keskpunkt vastu oma ülahuult.

2. Kummipaela huule vastas hoides venita seda ning lase sel seejärel aeglaselt kokku tõmbuda. (Vt joonis A.) Mida sa tunned?

3. Riputa kummipael statiivi külge ja kinnita selle alumise otsa külge raskus. Kinnita raskuse külge paberist nooleke, mis osutab vertikaalsele joonlauale (vt joonis B).

4. Märgi üles pabernoole asukoht joonlaual.

5. Kuumuta kummipaela (nt küünlaga). Jälgi noole asukohta.

Mida sa tundsid, kui venitasid kummipaela? Mida tundsid, kui kummipael tõmbus kokku?
Mida teeb kummipaela venitamine kummimolekulidega?
Mida tegi kummipael osas B kui seda soojendati?
Mida teevad metallid ja ka muud tavalised materjalid kui neid kuumutada?
Millised muud materjalid käituvad nii nagu kumm kui neid kuumutada?

Selgitus Kumm on polümeer ning koosneb väga pikkadest molekulidest, mis ei ole sirged. Kui kummi venitada, tõmmatakse need pikad molekulid sirgemaks, tänu millele muutub nende asend korrastatumaks ning need ühilduvad üksteisega paremini, pakkides end tihedamalt kokku. Seetõttu ei salvesta kummi venitamine energiat ning töö, mis kummi venitamisel tehti, muudetakse koheselt soojusenergiaks. Kummi kokkutõmbumisel kehtib vastupidine: kui kumm tõmbub kokku, see jahtub, sest töö, mida kumm peab enda kokku tõmbamiseks tegema, tuleb soojusenergia arvelt. Osas B antakse kummile soojust juurde ning see tõmbub kokku. Ka teised polümeermaterjalid käituvad sarnaselt, näiteks plastmass.