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弾力があって少しくらい曲げてもすぐ元のようになる紙や針金でも、巻いたままで長く放置すると消せが付いてしまってなかなかもと通りにはなりません。以前にも同じ質問をいたしましたが、なるべくミクロのレベルでのご教示をいただければと思います。

A 回答 (6件)

いわゆるクリープと言うより塑性変形ですね。

固体を構成する粒子間がずれる現象です。

ゆとり世代の方でしたら全く学ばれていない可能性もあるのでミクロの視点で説明すると・・
まず、周期表( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%91%A8%E6%9C%9F% … )を見ながら・・・
固体を作る化学結合は大まかに分けると図のようになります。

強い順に
共有結合:極めて強く硬い。塑性変形しない。

イオン結合性:硬くて脆い、塑性変化できない

金属結合:金属原子イオンが電子の水でくっつきあっている。
   展性・延性--塑性変形、電気を流せる。金属光沢

分子間力:水の水素結合は強いが塑性変形できないが、弱い場合はずれる

 ですね。紙はセルロースの長い分子がファンデルワールス力と言う弱い分子間力で結びついていますからずれることが出来ます。金属は金属結合自体が砂粒を水で固めたような物ですからずれることが出来ます。

 金属でも遷移元素には金属結合以外の結合があって硬いものもありますし、焼入れ炭素鋼のように結晶粒界にずれを防ぐ機能がある場合は塑性が現れ難い場合もあります。
 
 金属元素ドオシ  イオンと電子
 非金属元素ドオシ イオンとイオン
 非金属元素ドオシ 共有結合

 ゆとり自体にはイオンを中学校で教えることはできませんで下ので、当然固体を作る力の説明も不可能でした。新家庭の教科書を手に入れられれば読まれるとよいと思います。
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この回答へのお礼

ご教示ありがとうございます。ミクロとマクロをつなぐ者のイメージがつかめないのですが、勉強いたします。

お礼日時:2014/03/12 18:12

変形と、数時間後の"クセ"では、その理由が違うでしょうね。



粒状の結晶が集合している、と考えて、
結晶が雪崩の様に変形して、固定化するのが、通常の変形。

残った応力で、ミシミシと一部結晶が離れるのが、クセ。

髪や紙は水分で化学変化するでしょうね。
 セルロースの巨大分子を結晶と見なすと、水や温度で滑り易くなるでしょうね。

針金は、クセの少ない物質なので同列にするのは、いかがなものかと。
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この回答へのお礼

分子間力などとエントロピーなども関係しているのではないかと想像いたしました。ご教示ありがとうございました。

お礼日時:2014/03/12 18:07

すみません一本線を間違えてましたね。

「紙や針金を巻いておくとつくクセができる理」の回答画像5
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この回答へのお礼

ミクロとマクロの関係はどうなのでしょうか。また活性化エネルギーとかエントロピーとの関係も知りたいと思いました。

お礼日時:2014/03/12 18:10

図忘れてました。

「紙や針金を巻いておくとつくクセができる理」の回答画像4
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「弾性体」の、外部から「加えられた圧力に対する振る舞い」の問題ですね。


どんな圧力に対しても、絶体に変形しない仮想の物質を「剛性体」と言います。
「弾性体」は、加えられた圧力に対して、何程かの変形を示します。弾力(反発力)の大きい物質ほど、素早く原形に復帰します。外圧に屈して変形したまま元に戻れない場合に、その弾性体は弾力を失ったことになり、その状態を弾性体の「降伏」と呼びます。
紙や針金も弾性体ですが、物理的な性質はそれぞれ異なります。板バネ等よりも、いち早く降伏しているようです。
「降伏」した状態でも、そのままでバランスを保とうとする力が働いています。
その力は、原子レベルでは「電気磁気力」かと思います。
侵蝕で変形したままの奇岩怪石などが、引力に抗して崩れ落ちないで居るのも、電気磁気力の強い力が作用していると解されます。
イヤホンコードなどが捻れたままで手こずることがありますが、コードの元々の材質に加えて、通電によって電気磁気力が強められた結果かと思います。
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この回答へのお礼

ご教示の内容を理解するためには勉強が必要なので、もう少しべんきょうします。どうもありがとうございます。

お礼日時:2014/03/12 18:14

クリープ現象ですね。


http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AF%E3%83%AA% …

もっと詳しい説明が欲しければ 「 クリープ現象 材料 ac.jp 」 で検索してください。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時:2014/03/12 18:05

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