热胀冷缩与热缩冷胀

爱打乒乓球的人都知道，不小心把乒乓球弄瘪了，没有关系，用开水烫烫就会使瘪的地方鼓起来。大概许多人都知道这其中的奥秘，这是由于乒乓球里的空气热后体积膨胀，把原来瘪的地方顶起来，乒乓球就修复好了。气体不仅有受热膨胀的特性，而且遇冷还会收缩呢，这就是平常人们所说的热胀冷缩。

自然界中许许多多的物体都具有热胀冷缩的性质，物体的这种性质给人们的生活带来了许多方便，也带来了一些麻烦。比如，往自行车的车把上套塑料套时，先用热水烫一下塑料套，再往车把上套，由于热膨胀，就比较容易地将塑料套套上车把。过一会儿，塑料套遇冷收缩，就能紧紧地套在车把上了。而烧开水时，水壶里的水如果灌得太满，受热后体积膨胀，水会从壶里溢出。因此就要想办法防止热胀冷缩造成的危害。比如：夏天架电线时要架得松一些，以防止冬天电线遇冷收缩时绷断；冬天铺设铁轨时，铁轨间要留有一定的空隙，也是为了防止夏天铁轨受热膨胀使衔接处凸起来，容易发生火车出轨事故；为了使桥梁有膨胀和收缩的余地，在桥梁上同样也要设置伸缩缝，以防止发生翘曲；夏天不要把自己内胎的气打得太足，防止空气受热膨胀，使内胎爆裂，也是同样的道理。

尽管大部分物体具有热胀冷缩的性质，但是不同材料的物体热胀冷缩的程度不相同。物体的这种性质在生活中给我们提供了帮助，把煮热的鸡蛋放在冷水中泡一泡，由于蛋壳和鸡蛋白的收缩程度不一样，就可以使两者脱离，剥的时候也就很容易了。在相同条件下，气体膨胀得最多，液体膨胀得较多，固体膨胀得最少。知道了这个道理，对人们的生产和生活都是很有用的。在建筑上，广泛采用的钢筋混凝土，就是选用热胀冷缩程度差不多的钢材和混凝土材料，才能保证建筑物的牢固性。

在我们的生活中，物体热胀冷缩的例子数不胜数，但并不是所有的物体都是热胀冷缩的。比如夏天我们为了快速冰镇一下啤酒，可以将啤酒放在冰箱冷冻室中，但如果时间太长，啤酒瓶就会炸裂。这是由于在玻璃瓶冷缩的同时，啤酒中的水结冰后体积膨胀所造成。这与烧水时水受热膨胀的情况恰好相反，如何解释这种现象呢？

自然界中有少数物质的脾气很古怪，它们不是热胀冷缩，而是热缩冷胀，也叫反常膨胀。温度4℃以下的水就具有这种非同寻常的特性。水在4℃时的密度最大，体积最小。温度逐渐下降时，它的体积反而在逐渐增大，结成0℃的冰时，它的体积不是缩小而是胀大，大约比原来要增大1／10。

由于4℃的水密度最大，所以在北方寒冷的冬天里，河面结了厚厚的一层冰，但在冰层的下面，水温总保持在4℃左右，这为水中生物提供了生存的良好环境。

水的这种反常膨胀的特性可以为人们所利用，如别具风味的冻豆腐菜，就是使豆腐中的水结冰后，体积膨胀把豆腐中原来的小孔撑大。当冰融化后，水从一个一个的小孔中流出来，豆腐里就留下了无数个小孔，整块豆腐呈泡沫塑料状，这样，冰豆腐经过烹调后，小孔里盛满了汤汁，吃起来味道就非常鲜美。

我国人民很早就知道并利用了水的这种反常膨胀特性来开采石料。寒冷的冬季，往石缝中注上水，等水冻成冰后，由于体积膨胀，就把石头撑得四分五裂，这样开采起来就既省力又能提高效率。

但是水的反常膨胀有时也给人们的生活带来了一些麻烦。比如在冬天，室外的自来水管常常会由于管中的水结冰而被撑裂；汽车司机在冬天的晚上收车后，常常要把水箱里的水放掉，以防止水箱冻裂。因此，北方的冬季特别要做好保暖防冻措施。

另外，某些固态物质也存在着反常膨胀现象，“铅”就是其中的一种，人们正是利用了它的这种特性（凝固后膨胀）而使铅字更清晰的。