熱脹冷縮

　　熱脹冷縮是物體的一種基本性質，物體在一般狀態下，受熱以后會膨脹，在受冷的狀態下會縮小。大多數物體都具有這種性質。
　　概述
　　（注：水在4℃以上會熱脹冷縮而在4℃以下會冷脹熱縮。而到冰，密度就只有0.9。這意味著，冰將會浮在水面。銻、鉍、鎵和青銅等物質在某些溫度范圍內受熱時收縮，遇冷時會膨脹。）
　　物體受熱時會膨脹，遇冷時會收縮。這是由于物體內的粒子(原子)運動會隨溫度改變，當溫度上升時，粒子的振動幅度加大，令物體膨脹；但當溫度下降時，粒子的振動幅度便會減少，使物體收縮。
　　物體都有熱脹冷縮的現象，日常生活中我們可以利用這種現象解決一些困難。
　　日常生活中，熱脹冷縮時出現現象
　　1．有時候夏天路面會向上拱起,就是路面膨脹...(所以路面每隔一段距離都有空隙留著)
　　2．買來的罐頭很難打開,是因為工廠生產時放進去的是熱的,氣體膨脹，冷卻后里面氣體體積減小,外面大氣壓大于內部，所以難打開；而微熱罐頭就很容易打開了。
　　3．溫度計，溫度計，是測溫儀器的總稱，可以準確的判斷和測量溫度。利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮等的現象為設計的依據。有煤油溫度計、酒精溫度計、水銀溫度計、氣體溫度計、電阻溫度計、溫差電偶溫度計1、輻射溫度計和光測溫度計、雙金屬溫度計等等等等多種種類供我們選擇，但要注意正確的使用方法，了解測溫儀的相關特點，便于更好的使用它
　　4．夏天，電工在架設電線時，如果把線繃得太緊，那么到冬天，電線受冷縮短時就會斷裂。所以一般夏天架設電線時電線都要略有下垂。
　　原理
　　對于一般物體，熱脹冷縮是成立的。當物體溫度升高時，分子的動能增加，分子的平均自由程增加，所以表現為熱脹；同理，當物體溫降低時，分子的動能減小，分子的平均自由程減少，所以表現為冷縮。但也有例外，比如說水，這并不是說熱脹冷縮對水不成立啦~！而是水中存在氫鍵，在溫度下降情況下，水中的氫鍵數量增加，導致體積隨溫度下降體積反而增大！
　　物質熱脹冷縮原理分析
　　根據物質粒子最小的原子結構來看，物質的熱脹冷縮應該是由物質原子的內部加速運動形成的。從原子的內部結構來講，當原子受熱后，核內質子和中子以及核外電子呈現為粒子運動的加速狀態。首先來說，由于原子核的自轉以及電場的作用，牽引了核外電子圍繞原子核做公轉運動。原子核的自轉速度決定著外圍電子受離心力大小的變化，這也決定著原子內核與電子層軌道之間的距離和電場的高低。只有原子核的自旋和外層電子的公轉受到外部能量的激發，才會構成原子內部的離心力和電場力的變化，從而也就體現了物質熱脹冷縮的自然現象。
　　1，當物體受熱后，由于物質的原子核以及核外電子層的提速運動，使其產生了很強的離心力，這個離心力又使核外電子層與原子核的間距拉大。當原子核與核外電子層的距離拉大后，其原子核與核外電子層間的電場力就會降低，而低能級最外層軌道的電子就會脫離原子內部電場的束縛成為溢出的游離電子，從而也就構成了原子的等離子態。原子核與核外電子層距離的這一變化，也是物質的熱膨脹變化系數。然而，物質的熱膨脹系數不會無限度的變化，當達到最大的極限時，原子的內部運動就會停留在穩定的運動平衡狀態。在一定的溫度極限下原子核與核外電子層之間建立了一種極其穩定的電力場，核外電子不再溢出，電場之間的距離不再擴大，原子停止膨脹繼而從原物質的固體轉為液態。
　　2，當物質的溫度降低后，原子內部的運動速度開始逐漸的下降，原子核的自轉速度降低，其對核外電子的離心力作用也將逐漸的減小繼而使原子核與核外電子層之間的距離變小電場加大，此時原子又會吸引外部空間的游離電子來補齊電子外層軌道的缺位電子而達到原子非等離子體的原始平衡狀態。同時，物質又從液態逐漸的過渡到固態，這就是物質的熱脹冷縮原理。
　　在我們的教科書中，也提到了關于對原子的熱能和光能的激發作用。原子核與核外電子層之間的電場距離是隨溫度變化的，也是一種變量狀態。物質受外部能量的激發可使原子的內部產生動態變化，原子核的最外層電子最容易受到能量的激發而成為飄逸的自由電子，也就是我們平常所說的物質等離子態，上述的兩個條件是必備的。當物質在受熱達到極點后可從固態到液態，液態到固態的這一物理轉變過程，這個過程必須使原子的內部產生質變。物體的熱脹冷縮顯現了物質原子的內部物理變化，否然的話，物質的熱脹冷縮原理就很難講清楚的。
　　物體熱脹冷縮的程度
　　一般來說，氣體熱脹冷縮最顯著，液體其次，固體最不顯著。因為氣體分子之間的引力比液體和固體分子之間的引力小，受溫度的影響就更容易一些。