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Efecto Gough-Joule

El efecto Gough-Joule (también conocido como efecto Gow-Joule ) es originalmente la tendencia de los elastómeros a contraerse al calentarse cuando están bajo tensión . Los elast...

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El efecto Gough-Joule (también conocido como efecto Gow-Joule ) es originalmente la tendencia de los elastómeros a contraerse al calentarse cuando están bajo tensión . Los elastómeros que no están bajo tensión no experimentan este efecto. El término también se usa de forma más general para referirse a la dependencia de la temperatura de cualquier sólido con respecto a la deformación mecánica. [ 1 ] Este efecto se puede observar en las cuerdas de nailon de las guitarras clásicas, donde la cuerda se contrae como resultado del calentamiento. [ 2 ] El efecto se debe a la disminución de la entropía cuando las moléculas de cadena larga se estiran.

Si una banda elástica se estira y luego se calienta, se contraerá en lugar de expandirse. Este efecto fue observado por primera vez por John Gough en 1802 y fue investigado posteriormente por James Joule en la década de 1850, cuando se conoció como el efecto Gough-Joule. [ 3 ] [ 4 ]

Ejemplos en la literatura

  • Revista Popular Science , enero de 1972: «Un trozo de caucho estirado se contrae al calentarse. Al hacerlo, ejerce un aumento medible en su fuerza de tracción. Esta sorprendente propiedad del caucho fue observada por primera vez por James Prescott Joule hace aproximadamente cien años y se conoce como el efecto Joule ». [ 5 ]
  • El caucho como material de ingeniería (libro), de Khairi Nagdi: «El efecto Joule es un fenómeno de importancia práctica que deben tener en cuenta los diseñadores de maquinaria. La forma más sencilla de demostrar este efecto es suspender un peso de una banda elástica lo suficientemente larga como para estirarla al menos un 50 %. Cuando la banda elástica estirada se calienta con una lámpara infrarroja, no se estira debido a la dilatación térmica, como cabría esperar, sino que se contrae y levanta el peso». [ 6 ]

Este efecto es importante en el diseño de juntas tóricas , donde estas pueden montarse en un estado de compresión periférica en aplicaciones de alta temperatura para prolongar su vida útil. [ 7 ] El efecto también es relevante para las juntas rotativas, que pueden atascarse si se contraen debido al sobrecalentamiento.

Referencias

  1. ↑ Truesdell, Noll (2004). Las teorías no lineales de la mecánica . Springer. pp. 360. ISBN  978-3-540-02779-9.
  2. ↑ "La estructura de la guitarra clásica" . Yamaha Corporation . Consultado el 29 de julio de 2020 .
  3. ↑ "John Gough y su observación de la termodinámica del caucho" . Universidad de Yale . 6 de octubre de 1998. Archivado del original el 7 de junio de 2011. Consultado el 19 de julio de 2009 .
  4. ↑ Loadman, John (2005). Tears of the Tree: The Story of Rubber – A Modern Marvel . Oxford University Press . pág. 165. ISBN  978-0-19-856840-7.
  5. ↑ Kouhoupt, Rudy (enero de 1972). "Heat Runs" . Popular Science . Consultado el 20 de julio de 2009 .
  6. ^ Nagdi, Khairi (1992). El caucho como material de ingeniería . Hanser. págs. 33-34 . ISBN  978-3-446-16282-2.
  7. ↑ Martini, Leonard J. (1984). Diseño práctico de sellos . CRC Press. pág. 233. ISBN  978-0-8247-7166-9.
  • Notas de diseño de la junta tórica de la prensaestopas, PSP Inc.
  • Un proyecto científico sobre energía solar que utiliza el efecto Gow-Joule.
  • "Material Ease: Sellos elastoméricos 101 - Un breve tutorial" (PDF) . The AMPTIAC Quarterly, Volumen 8, Número 2. Archivado del original (PDF) el 19 de mayo de 2006. Consultado el 7 de abril de 2011 .
  • "Guía de diseño y materiales para juntas tóricas: Efecto Gough-Joule" . RL Hudson & Company. Archivado del original el 15 de julio de 2011. Consultado el 7 de abril de 2011 .