O módulo de elasticidade (E) de um material polimérico apresenta uma forte dependência com a temperatura. Isso ocorre porque:
A) Os polímeros são isotrópicos em todas as condições
B) As ligações iônicas se rompem com o calor
C) A energia térmica aumenta a mobilidade das cadeias poliméricas, reduzindo a rigidez
D) O calor promove recristalização espontânea
E) Os polímeros têm densidade constante em qualquer temperatura
A) Os polímeros são isotrópicos em todas as condições
B) As ligações iônicas se rompem com o calor
C) A energia térmica aumenta a mobilidade das cadeias poliméricas, reduzindo a rigidez
D) O calor promove recristalização espontânea
E) Os polímeros têm densidade constante em qualquer temperatura
Passo 1
O enunciado diz que o módulo de elasticidade
de um polímero varia muito com a temperatura. Aqui o conteúdo é o comportamento mecânico de materiais poliméricos, em particular como a temperatura afeta a rigidez. Para resolver, vamos usar conceitos de mobilidade das cadeias poliméricas e energia térmica.
Passo 2
O módulo de elasticidade
é definido como a razão entre tensão
e deformação
na região elástica da curva esforço-deformação:
Ele mede a rigidez do material: quanto maior
, mais rígido e menos deformável.
Passo 3
Em polímeros, a rigidez vem da limitação na movimentação das cadeias e das interações secundárias (forças de Van der Waals, ligações de hidrogênio). Quando a temperatura aumenta, a energia térmica faz as cadeias vibrar e deslizar mais facilmente, aumentando a mobilidade molecular. Isso reduz a resistência ao alongamento e, portanto, diminui
.
Passo 4
Analisando as alternativas:
A) Fala de isotropia – não explica a dependência com temperatura.
B) Cita ligações iônicas – polímeros não dependem de ligações iônicas para rigidez.
C) Diz que a energia térmica aumenta a mobilidade das cadeias, reduzindo a rigidez – exatamente o que ocorre.
D) Menciona recristalização espontânea – não é o mecanismo que controla em polímeros amorfos ou semicristalinos a curto prazo.
E) Afirma que a densidade é constante – não tem relação com a variação de .
A) Fala de isotropia – não explica a dependência com temperatura.
B) Cita ligações iônicas – polímeros não dependem de ligações iônicas para rigidez.
C) Diz que a energia térmica aumenta a mobilidade das cadeias, reduzindo a rigidez – exatamente o que ocorre.
D) Menciona recristalização espontânea – não é o mecanismo que controla
E) Afirma que a densidade é constante – não tem relação com a variação de
Resposta
C) A energia térmica aumenta a mobilidade das cadeias poliméricas, reduzindo a rigidez.