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物体加热后为什么会膨胀

张东东老师

　　原因

　　物体受热时会膨胀，遇冷时会收缩。这是由于物体内的粒子（原子）运动会随温度改变，当温度上升时，粒子的振动幅度加大，令物体膨胀；但当温度下降时，粒子的振动幅度便会减少，使物体收缩。

　　物体都有热胀冷缩的现象，日常生活中我们可以利用这种现象解决一些困难。

　　拓展

　　对于一般物体，热胀冷缩是成立的。当物体温度升高时，分子的动能增加，分子的平均自由程增加，所以表现为热胀；同理，当物体温降低时，分子的动能减小，分子的平均自由程减少，

　　所以表现为冷缩。但也有例外，比如说水，水在4摄氏度时体积是最小的，温度升高或降低，体积都会增大。这是水中存在氢键，在温度下降时，水中的氢键数量增加，导致体积随温度下降而增大。

　　物体温度升高，物体内含的'热量也就增加，这叫内能。所谓热，也就是物体内分子的运动形成的；热量增加，就是物体内分子运动的幅度增加了，运动幅度增加了，分子间间隙就大了，所以就有了物体热胀的现象。反过来，物体温度降低了，物体分子间间隙小了，也就冷缩了！

　　热胀冷缩是大部分物体的通性，也有例外。温度逐渐下降时，水结冰，液体变固体，准确说是变成了晶体，分子间结构发生巨大变化，所以温度低的冰，比温度高的水体积要大，这是冷胀热缩的例子。

　　金属锑、铋、镓等，也有冷胀热缩的特性，都是因为温度变化，金属晶体内分子的排布结构发生较大变化造成的。

　　物理上讲，水加热，变成气体，水，遇冷结冰，在固定密封地容器里，热量被水吸收走了，水达到一定温度又变成热气，体积变大，所以会膨胀。水遇冷气变成冰的时候，它把冷气吸收走了，一部分冷气存在容器里，水结冰需要吸热，水里面的热量被气体吸走了，在一定温度下，水变成冰以后它会保持一定的体积，这种体积随着温度不断降低，变成冷气体积也会变小。

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