內能對高彈性的貢獻

正好最近瀏覽高分子材料話題，看見不少人在討論「高彈性」本質的問題。其中有的回答，雖然話很俏皮，看起來也通俗易懂，但卻從概念上都是錯的，自己是學高分子的，所以有了興緻去作了些回答。

原本以為這個事情很簡單，但真正開始，才發現牽扯的東西太多。如果面對的是高分子專業的人，可能還好一些，但如果假設讀者是高分子領域以外的人，該怎樣來說這個問題呢？

這是個問題，也是一個話頭，我想尋著這個話頭寫下去，大概我這個專欄就能一直有東西寫了。

所以閱讀本專欄的你，不論是不是學高分子的，只要你能堅持下去，應該都能逐漸理解「高彈性」的本質。事實上，高彈性是高分子最顯著的特徵，尋著這個問題做下去差不多能把半本高分子物理讀下來。

在上次的文章中，提到「高彈性」的本質是「熵彈性」，而「熵彈性」體現在分子層面的本質，是高分子具有長鏈的結構，因為長鏈，所以存在眾多不同的構象形式，而拉伸等形變過程，本質就是從最可幾的構象形式轉變到其他的構象形態，構象的調整，不是化學鍵鍵角鍵長的改變，而是來自於鍵的內旋轉。

寫到這，相信不少讀者已經糊塗了，怎麼這麼多專業名詞，「熵彈性」都還沒鬧明白，怎麼又是「構象」，「化學鍵」，「內旋轉」，有些不知所云了。

不要緊，學習概念最好的方式就是不斷去熟悉它。假如以前沒有聽說過這些概念，現在聽到了，有了印象，就已經是一個很好的開端了。就像我們平時生活中，我們會遇到形形色色的人，我們不用急於去深交，去了解他（她）的一切，如果他(她)真的重要，後面的生活會再見面的，見面次數多了，漸漸就有了印象。

在這裡，主要想說一下，高彈性的本質是「熵彈性」，那麼是不是說內能就對彈性沒有貢獻呢？

回到分子層面來看，高分子形變來自於構象的調整，這種構象的調整，是通過化學鍵的旋轉來實現的，而其他材料的能彈性，主要是通過化學鍵鍵角鍵長的改變來實現的，後者涉及較大的能量變化。但是，構象的調整同樣會有能量的變化。

這是因為，內旋轉同樣存在位壘，從一種構象到另一種構象，同樣涉及能量的變化，只不過這種能量變化很小，遠遠低於鍵長鍵角變化所引起的能量變化。一般來說，能量對高彈性的貢獻通常不超過10%，其他的還是熵的貢獻，所以，聚合物高彈性的本質是熵彈性。