书城自然科学大讲堂
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第37章 火车的响声

一般情况下,随外界温度的变化,物体会产生热胀冷缩现象,温度升高,体积就增大;温度降低,体积就缩小。

延伸至远方的铁轨铁路专家研究发现,钢轨温度每升降1℃,每1米钢轨就会伸缩0.0118毫米。在中国,冬夏之季南北温差很大,由一根根钢轨拼接成的轨道如果没有预留缝隙,受逮种热胀冷缩的作用就会发生胀轨和断轨现象,对行车安全非常不利。所以,钢轨之间都预留了缝隙,中国铁路的铁轨接头之间的缝隙在18毫米之内。

热胀冷缩就是物体受热时会膨胀,遇冷时会收缩。这是由于物体内的粒子运动会随温度改变,当温度上升时,粒子的振动幅度加快,令物体膨胀;但当温度下降时,粒子的振动幅度便会减慢下来,使物体收缩。

热胀冷缩是一般物体的特性,但水(0℃~4℃)、锑、铋、镓和青铜等物质,受热时收缩,遇冷时会膨胀,恰与一般物体特性相反。

温度计就是利用热胀冷缩最简单的例子。因为水银的膨胀系数比较大,变化较明显。人们就把水银或酒精,导入密封的玻璃管,用来测量温度。

用钉子在铁盒钉一个孔,要使这个孔刚好能让钉子自由进出。然后用镊子夹住钉子,将钉子在火炉上加热,再试着往盒子上的那个孔里插。你会看到:加热过的钉子插不进那个孔里。

这是因为,固体受热要膨胀,固体中分子运动的速度加快,分子向四周扩散开,因此所占的空间也大了。

为什么人行道的地砖每块之间还留有空缝?为什么有的门在夏天很紧,开关不方便?现在你该明白这些道理了吧。