本文作者：窗敲雨
一个有关热力学的小实验~操作起来非常简单，在家也完全可以做。（然而不幸的是，解释起来并不简单*_*）
图片来自pixabay
你需要的材料非常简单：一个再普通不过的橡皮筋。用双手拿好橡皮筋，先在橡皮筋松弛状态用嘴唇感受一下它的温度。接下来猛地将它拉伸开（注意不要扯断了就好），然后再用嘴唇接触一下橡皮筋，你会感受到什么？
答案是，人们会觉得橡皮筋变热了一点。
接下来，让橡皮筋保持拉伸状态几秒钟，等它恢复到常温，然后再猛地拉近双手距离，让橡皮筋松弛下来。这时候再用嘴唇感受一下。
这一次，橡皮筋会变凉。
在热成像下观察这个过程也很直观。橡皮筋在拉伸时升温：
当拉伸的橡皮筋恢复到室温，突然放松又会降低温度：
除此之外，还可以把橡皮筋下端挂上重物，让它处于拉伸状态，然后再用吹风机/热风枪去加热它。这一次，应该可以看到受热后的橡皮筋出现缩短的趋势。
利用橡皮筋受热收缩的性质，还可以做出一种小装置：橡皮筋热机。在一个圆环框架上对称地固定上橡皮筋做成的“辐条”，在中间加上转轴。然后在轮子的一侧进行加热，加热的位置“辐条”收缩，使得整个“轮子”的重心偏移，所以轮子就会动起来。（不过这种热机效率低，并没有什么实用价值）
上面的动图都来自Applied Science，原视频：https://www.youtube.com/watch?v=lfmrvxB154w
在这个视频中，脑洞很大的博主试图利用橡皮筋伸缩时的吸热/放热来做一个冰箱……理论上这确实说得通，不过实际效果还是相当不明显。
========================
所以，这中间发生了什么？
这其实是一个经典的热力学课堂实验，老师们通常用它来帮助学生理解熵、焓、吉布斯自由能等概念。不过我估计听说过后两者的人可能远少于听说过熵的人，引入这么多新概念也比较复杂，所以下面只是做一个粗糙的类比帮助大家理解_(:з」∠)_
一种（我认为）比较简单的理解方法是，用大家相对熟悉的理想气体状态方程进行类比。可以认为在这方面橡皮筋这样的弹性体和气体具有类似的性质。拉伸橡皮筋和压缩气体，这两个过程的热力学规律是可以类比的。
橡胶的高弹性属于熵弹性。橡皮筋中有很多长长的聚合物分子链，它们之间有一些交联。在松弛状态，分子链“自由活动”的余地比较大，可以扭出各种不同的构象。而当受到外力拉伸时，这些分子链更加整齐地排列，“自由活动”的余地下降，这个过程熵是减少的。而当撤掉外力时，促使橡皮筋回弹的是熵增。而气体的弹性其实也是熵弹性，只不过使气体熵减少的过程是压缩而不是拉伸。
可以把快速拉伸橡皮筋的过程想象成是绝热压缩一团气体，这两个过程都是利用外力让体系的熵减少，同时温度上升。（快速拉扯的时候还来不及进行热交换，所以近似认为它是绝热的过程）
加热时的情况也是这样。拉伸状态的橡皮筋收缩可以看成是一个有序→无序方向的变化，体系熵增加，可以与其类比的是气体受热膨胀的过程。如果是保持拉伸长度不变，加热之后会需要更强的拉力来对抗回弹，这与等容条件下温度较高的气体有更高的压力也是相似的。
详细解释这个过程需要引入更多热力学概念和定量计算，有兴趣了解更深入的解释可以看这里。
我真的，再也不想看热力学了_(:з」∠)_