圖/費 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“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?
做做下面這個小實驗,你就會找到答案。
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(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(fā)現(xiàn)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。
氣球與塑料瓶組合成了一個密封的系統(tǒng),看似空空,其實里面充滿了空氣??諝庥稍S許多多小粒子組成,這些小粒子的運動與溫度有關(guān)。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(dāng)塑料瓶放進熱水中,瓶中的空氣受熱膨脹,對氣球產(chǎn)生壓力,使氣球膨脹起來。當(dāng)塑料瓶從熱水中拿出,瓶內(nèi)空氣恢復(fù)室溫,氣球就癟了下去。
當(dāng)塑料瓶放進冰水里時,由于瓶中的空氣受冷收縮,瓶內(nèi)外出現(xiàn)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”。
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(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)锞蜁杏X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。
可以,但是要小心,如果驟冷驟熱有可能會炸裂而帶來危險!