令和2年度 問16 高分子化学
ある高分子の試験片A、B、Cを一定速度で伸長しながら応力を測定したところ、下図のような応カ－ひずみ曲線が得られた。それぞれの曲線の右端●は破断点を示している。これについて次の記述のうち、最も適切なものはどれか。
①
破断点の横軸の値を破断応力という。
②
破断点の縦軸の値を破断ひずみという。
③
AはBよりも弾性率が低い材料である。
④
BはAよりも硬い材料である。
⑤
CはBよりも変形に要する仕事が大きい。
正答
⑤ CはBよりも変形に要する仕事が大きい。
正答は5番です。
測定した応力σは引張荷重F / 試験片初期断面積Sより求められます。試験片サイズは同じとすると、今回は応力の差がそのまま引張荷重の差であると考えられます。
1番と2番の記載は逆で、横軸は破断ひずみ、縦軸は破断応力です。
3番の弾性率（ヤング率）は、ひずみに対して測定された応力で表され（応力 / ひずみ）、グラフの初期の直線部分の傾きで表されます。AはBよりも傾きが急なので、AはBよりも弾性率が高い材料です。
4番について、弾性率が高いほどひずみを得るためにより大きな力が必要、つまり硬い材料と言えることからAはBよりも硬い材料です。
5番の仕事は力×距離ですので、今回はひずみを距離と考えます。CはBと同等のひずみを得るのに大きな応力が測定されましたので仕事が大きいことが分かります。