熱脹冷縮
——物體變胖變瘦的奧秘

圖/費(fèi) 嘉

秋風(fēng)起，紅葉飄，坐著校車去秋游。哎呦，你突然發(fā)現(xiàn)，校車開在公路上每隔一陣子就會(huì)“咯噔”一下，路為什么不造得平整些呢？一段馬路和一段馬路之間還有細(xì)細(xì)的縫隙。這是怎么回事呢？

做做下面這個(gè)小實(shí)驗(yàn)，你就會(huì)找到答案。

你只需要準(zhǔn)備這些：

1 一個(gè)盛水的大碗、一個(gè)空塑料瓶（硬塑料瓶效果更好）、請(qǐng)爸爸媽媽幫忙準(zhǔn)備一些熱水、一些冰塊、一只氣球。

2 將氣球套在空塑料瓶的瓶口。

3 在大碗中倒入熱水，把塑料瓶放進(jìn)去。剛才還癟癟的氣球一下子鼓了起來(lái)。

4 倒掉大碗中的熱水，加入一些涼水再放入冰塊。將塑料瓶放進(jìn)去，你會(huì)發(fā)現(xiàn)氣球不光癟了下來(lái)，還被吸進(jìn)瓶口中，拉都拉不出來(lái)。

注意：使用熱水時(shí)要請(qǐng)爸爸媽媽幫忙，且無(wú)需使用過燙的熱水。

這是為什么？

氣球與塑料瓶組合成了一個(gè)密封的系統(tǒng)，看似空空，其實(shí)里面充滿了空氣。空氣由許許多多小粒子組成，這些小粒子的運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)。溫度高的時(shí)候，粒子運(yùn)動(dòng)的振幅更大，從人眼來(lái)看，物體就膨脹了。

當(dāng)塑料瓶放進(jìn)熱水中，瓶中的空氣受熱膨脹，對(duì)氣球產(chǎn)生壓力，使氣球膨脹起來(lái)。當(dāng)塑料瓶從熱水中拿出，瓶?jī)?nèi)空氣恢復(fù)室溫，氣球就癟了下去。

當(dāng)塑料瓶放進(jìn)冰水里時(shí)，由于瓶中的空氣受冷收縮，瓶?jī)?nèi)外出現(xiàn)壓力差，氣球便在大氣壓的擠壓下，被壓進(jìn)了瓶口。空氣這種遇熱膨脹、遇冷收縮的特性，叫做“熱脹冷縮”。

生活中有哪些熱脹冷縮的現(xiàn)象？

比如水銀溫度計(jì)利用熱脹冷縮的原理。體溫升高，水銀膨脹，看起來(lái)就是讀數(shù)增加了。不小心把乒乓球踩癟了，只要放在熱水里，球內(nèi)的空氣就能通過膨脹讓球重新變得圓滾滾。

熱脹冷縮也給人們帶來(lái)不少難題。比如，一些瀝青鋪成的公路路面，當(dāng)天氣變熱，路面膨脹，坐在汽車?yán)锞蜁?huì)感覺顛簸。以前一根根火車鋼軌鋪在路基上，氣溫過高過低就會(huì)變形。好在，人們想出了各種辦法來(lái)化解熱脹帶來(lái)的難題。比如路面、鋼軌間的接縫，就是在給熱脹留下余量呢；高鐵的鋼軌會(huì)通過特制的扣件來(lái)固定，緩解熱脹冷縮造成的變形。

小問題：可以用玻璃瓶代替塑料瓶？

可以，但是要小心，如果驟冷驟熱有可能會(huì)炸裂而帶來(lái)危險(xiǎn)！