Ez egy nagyon érdekes kérdés és nagyon érdekes válasz. A kulcs a gumiszalag nyújthatóságának okában rejlik.
A gumi polimerekből (hosszú láncú molekulákból) készül. Ha a rugalmas szalag nincs kifeszítve, ezek a molekulák mind összekuszálódnak, és nincs különösebb irányuk feléjük, de amikor kinyújtjuk a rugalmasat, akkor valamennyien egymáshoz sorakoznak. Maguk a polimer molekulák nincsenek kifeszítve, csak másképp helyezkednek el. Első közelítésként nincs különbség a polimerek elrendezésének e két különböző módjának energiájában , de nagy különbség van az entrópiában . Ez csak azt jelenti, hogy sokkal többféle módon lehet a polimereket összekuszáltan rendezni, mint igazítottan. Tehát amikor elengedi a rugalmas szalagot, az összes polimer véletlenszerűen körbefut a hőmozgás következtében, és hajlamosak elveszíteni az egyezőségüket, így visszamennek az összegubancolódott állapot felé, és ez teszi a rugalmas összehúzódást. Ezt entrópikus erőnek hívják.
Most már korábban mondtam, hogy nincs különbség az energiában a feszített (összehangolt) és a nyújtatlan (kusza) állapotok között. De ahhoz energiára van szükség, hogy a rugalmasat kinyújtsa - azért dolgozik, hogy a végeit széthúzza, szemben azzal az entrópikus erővel, amely megpróbálja visszahúzni őket. Ez az energia nem megy bele az egyes polimer molekulák nyújtásába, de valahova el kell mennie, így hővé válik. Ennek a hőnek egy része megmarad a rugalmasban (a polimer molekulák kissé gyorsabban kocognak), de egy része átkerül a környező levegőbe vagy a bőrére.
Ez fordítva történik, ha hagyja, hogy a rugalmas összehúzódjon. A molekulák véletlenszerűen kocognak és egyre kuszábbak, ami összehúzódásra készteti őket. De ahhoz, hogy összehúzódjanak, meg kell dolgozniuk azt, ami a rugalmas végeket széttartja. Ennek az energiának valahonnan kell származnia, tehát hőből származik.
Eleinte úgy tűnhet, hogy ez szemben áll a termodinamikával - általában nem lehet csak úgy hűlni, hogy nem fűtenek mást. De ne felejtsük el, hogy az összekuszált molekulákkal rendelkező államnak nagyobb az entrópiája, mint amikor egymáshoz igazodnak. Tehát hőt vesz ki a levegőből, ami csökkenti az entrópiáját, de az entrópia ezen csökkenését ellensúlyozza maga a rugalmas entrópia növekedése, így a második törvény biztonságos.
További olvasmányért betekinthet az ideális láncba, amely ennek a helyzetnek egy idealizált matematikai modellje.