435 (8)

Moduł sprężystości rośnie wraz ze wzrostem długości mięśnia, przy czym w małych zakresach zmian długości wzrost ten jest wolny, a następnie - znacznie szybszy. Krzywa naprężeniowo-odks/tałceniowa składa się zatem / dwóch części: A. w której naprężenie rośnie wolno ze wzrostem odkształcenia, oraz B. w której rośnie ono szybko. Oba zakresy odkształceń charakteryzują się odmiennymi właściwościami termodynamicznymi, to znaczy odmienną zależnością naprężenia od temperatury.

Podgrzewanie mięśnia przy odkształceniach odpow jadających części A przy stałej długości powoduje wzrost jego naprężenia, przy stałym naprężeniu zaś - jego skrócenie. Natomiast podgrzewanie przy długościach odpowiadających części B powoduje zachowanie odwrotne.

Zróżnicowanie tych właściwości znalazło wyjaśnienie na gruncie termodynamiki.

Tkanki sprężyste różnią się nic tylko pod względem mechanicznym, ale również termodynamicznym.

O ile w typowych ciałach krystalicznych odpowiedzią na odkształcenie jest zmiana energii wewnętrznej, o tyk w przypadku odkształceń tkanek jest nią nie tylko zmiana energii wewnętrznej, ak także zmiana entropii. Zagadnienie to można wyjaśnić w łwietk praw termodynamiki. Dla uproszczenia trzeba ograniczyć się do odkształcenia liniowego z pominięciem anizotropii. Oznaczając przez U energię wewnętrzną. przez S - entropię, przez T - temperaturę bc/w zględną. pr/ez e - odkształcenie względne, przez r - naprężenie i stosując I zasadę termodynamiki oraz wyrażając wxzy*tkie wielkości dla masy zawartej w jednostkowej objętości fn

(— = p - gęstość), otrzymujemy:

óU = ÓQ + ^ rdr (14.49)

Na podstawie II zasady termodynamiki:

dO-T-dS (14.50)

Z koki z równań (14.49) i (14.50) wynika, że

ÓUmT-óS+^Tóe (14.51)

Po przeks/takeniu równania (14.51) uzyskujemy:

-Mi

Tak więc równanie (14.52) wskazuje, że istnieją dwa źródła wzrostu naprężenia

generowanego w tkankach przez odkształcenie ^ - związane zc wzrostem cner-

435