輪ゴムを伸ばすと発熱するのはなぜですか？

質問

輪ゴムを手で思いっきり引き伸ばすと熱くなり、引き伸ばしたまま放熱したあと、元に戻すと冷たくなります。
とっても不思議です。
これって一体なんでですか？

回答No.3

metzner

まず気体の例から考えましょう。

気体の断熱膨張時には気体の温度は下がり（スプレーを噴射したとき缶が冷えると思います。スプレー缶を廃棄するときに、缶に穴を開けると残留ガスが吹き出し、缶が一気に冷えます。）、気体の断熱圧縮時には気体の温度があがります（自転車の空気入れで空気をいれているとき、空気入れの筒は熱くなります。これは摩擦熱のためだけではありません。）。
「断熱」とは読んで字の如く、気体と周囲との間に熱エネルギーのやりとりがない事です。熱の伝わり方は、状況にもよりますが、非常に遅いので（暖房器具でファンが付いている理由は熱のみの伝わり方が遅いから、空気自体をファンで移動させるためです。）、スプレー噴射時間中や空気入れでシュコシュコしている時間ぐらいでは熱のやりとりをある程度無視して構いません。

ゴムの場合はそれと逆のことが起こります。すなわちゴムでは断熱膨張時にゴムの温度が上がり、断熱圧縮時にゴムの温度が下がります
なぜ逆になるかを簡単にいうと、気体はほっておくと体積を増やそうとしますが、ゴムは縮もうとするからです。

ゴムを急に伸ばしたり、伸ばしたゴムを急に縮める過程は、だいたい断熱過程とみて構いません。だから急に伸ばしたら温度が上がり、急に縮めたら温度が下がります。

温度差ができるので、それからゴムが環境の温度になるように熱移動が起こります。

お礼

回答ありがとうございます。
断熱膨張ってなんか聞いたことあります。