熱脹冷縮
——物體變胖變瘦的奧秘

圖/費 嘉

秋風起，紅葉飄，坐著校車去秋游。哎呦，你突然發現，校車開在公路上每隔一陣子就會“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細的縫隙。這是怎么回事呢？

做做下面這個小實驗，你就會找到答案。

你只需要準備這些：

1 一個盛水的大碗、一個空塑料瓶（硬塑料瓶效果更好）、請爸爸媽媽幫忙準備一些熱水、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，把塑料瓶放進去。剛才還癟癟的氣球一下子鼓了起來。

4 倒掉大碗中的熱水，加入一些涼水再放入冰塊。將塑料瓶放進去，你會發現氣球不光癟了下來，還被吸進瓶口中，拉都拉不出來。

注意：使用熱水時要請爸爸媽媽幫忙，且無需使用過燙的熱水。

這是為什么？

氣球與塑料瓶組合成了一個密封的系統，看似空空，其實里面充滿了空氣。空氣由許許多多小粒子組成，這些小粒子的運動與溫度有關。溫度高的時候，粒子運動的振幅更大，從人眼來看，物體就膨脹了。

當塑料瓶放進熱水中，瓶中的空氣受熱膨脹，對氣球產生壓力，使氣球膨脹起來。當塑料瓶從熱水中拿出，瓶內空氣恢復室溫，氣球就癟了下去。

當塑料瓶放進冰水里時，由于瓶中的空氣受冷收縮，瓶內外出現壓力差，氣球便在大氣壓的擠壓下，被壓進了瓶口。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象？

比如水銀溫度計利用熱脹冷縮的原理。體溫升高，水銀膨脹，看起來就是讀數增加了。不小心把乒乓球踩癟了，只要放在熱水里，球內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不少難題。比如，一些瀝青鋪成的公路路面，當天氣變熱，路面膨脹，坐在汽車里就會感覺顛簸。以前一根根火車鋼軌鋪在路基上，氣溫過高過低就會變形。好在，人們想出了各種辦法來化解熱脹帶來的難題。比如路面、鋼軌間的接縫，就是在給熱脹留下余量呢；高鐵的鋼軌會通過特制的扣件來固定，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炸裂而帶來危險！