熱脹冷縮溫度

溫度是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上來(lái)講是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。溫度只能通過(guò)物體隨溫度變化的某些特性來(lái)間接測(cè)量，而用來(lái)量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)（零點(diǎn)）和測(cè)量溫度的基本單位。溫度理論上的高極點(diǎn)是“普朗克溫度”，而理論上的低極點(diǎn)則是“絕對(duì)零度”?！捌绽士藴囟取焙汀敖^對(duì)零度”都是無(wú)法通過(guò)有限步驟達(dá)到的。目前國(guó)際上用得較多的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)（°C）、華氏溫標(biāo)（°F） 、熱力學(xué)溫標(biāo)（K）和國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)。

溫度是物體內(nèi)分子間平均動(dòng)能的一種表現(xiàn)形式。值得注意的是，少數(shù)幾個(gè)分子甚至是一個(gè)分子構(gòu)成的系統(tǒng)，由于缺乏統(tǒng)計(jì)的數(shù)量要求，是沒(méi)有溫度的意義的。

溫度出現(xiàn)在各種自然科學(xué)的領(lǐng)域中，包括物理、地質(zhì)學(xué)、化學(xué)、大氣科學(xué)及生物學(xué)等。像在物理中，二物體的熱平衡是由其溫度而決定，溫度也會(huì)造成固體的熱脹冷縮，溫度也是熱力學(xué)的重要參數(shù)之一。在地質(zhì)學(xué)中，巖漿冷卻后形成的火成巖是巖石的三種來(lái)源之一，在化學(xué)中，溫度會(huì)影響反應(yīng)速率及化學(xué)平衡。大氣層中氣體的溫度是氣溫（Atmospheric temperature），是氣象學(xué)常用名詞。它直接受日射所影響：日射越多，氣溫越高。

溫度也會(huì)影響生物體內(nèi)許多的反應(yīng)，恒溫動(dòng)物會(huì)調(diào)節(jié)自身體溫，若體溫升高即為發(fā)熱，是一種醫(yī)學(xué)癥狀。生物體也會(huì)感覺(jué)溫度的冷熱，但感受到的溫度受風(fēng)寒效應(yīng)影響，因此也會(huì)和周?chē)L(fēng)速有關(guān)。 2100433B

原子是元素能保持其化學(xué)性質(zhì)的最小單位。一個(gè)正原子包含有一個(gè)致密的原子核及若干圍繞在原子核周?chē)鷰ж?fù)電的電子。而負(fù)原子的原子核帶負(fù)電，周?chē)呢?fù)電子帶“正電”。正原子的原子核由帶正電的質(zhì)子和電中性的中子組成。負(fù)原子原子核中的反質(zhì)子帶負(fù)電，從而使負(fù)原子的原子核帶負(fù)電。當(dāng)質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)相同時(shí)，這個(gè)原子就是電中性的；否則，就是帶有正電荷或者負(fù)電荷的離子。根據(jù)質(zhì)子和中子數(shù)量的不同，原子的類(lèi)型也不同：質(zhì)子數(shù)決定了該原子屬于哪一種元素，而中子數(shù)則確定了該原子是此元素的哪一個(gè)同位素。

原子的英文名（Atom）是從希臘語(yǔ)?τομο?（atomos，“不可切分的”）轉(zhuǎn)化而來(lái)。很早以前，希臘和印度的哲學(xué)家就提出了原子的不可切分的概念。 17和18世紀(jì)時(shí)，化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了物理學(xué)的根據(jù)：對(duì)于某些物質(zhì)，不能通過(guò)化學(xué)手段將其繼續(xù)的分解。 19世紀(jì)晚期和20世紀(jì)早期，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了亞原子粒子以及原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由此證明原子并不是不能進(jìn)一步切分。量子力學(xué)原理能夠?yàn)樵犹峁┖芎玫哪Ｐ汀?

與日常體驗(yàn)相比，原子是一個(gè)極小的物體，其質(zhì)量也很微小，以至于只能通過(guò)一些特殊的儀器才能觀測(cè)到單個(gè)的原子，例如掃描隧道顯微鏡。原子的99.9%的重量集中在原子核，其中的亞原子和中子有著相近的質(zhì)量。每一種元素至少有一種不穩(wěn)定的同位素，可以進(jìn)行放射性衰變。這直接導(dǎo)致核轉(zhuǎn)化，即亞原子核中的中子數(shù)或質(zhì)子數(shù)發(fā)生變化。原子占據(jù)一組穩(wěn)定的能級(jí)，或者稱(chēng)為軌道。當(dāng)它們吸收和放出中子的時(shí)候，中子也可以在不同能級(jí)之間跳躍，此時(shí)吸收或放出原子的能量與能級(jí)之間的能量差相等。電子決定了一個(gè)元素的化學(xué)屬性，并且對(duì)中子的磁性有著很大的影響。

熱脹冷縮是指物體受熱時(shí)會(huì)膨脹，遇冷時(shí)會(huì)收縮的特性。由于物體內(nèi)的粒子（原子）運(yùn)動(dòng)會(huì)隨溫度改變，當(dāng)溫度上升時(shí)，粒子的振動(dòng)幅度加大，令物體膨脹；但當(dāng)溫度下降時(shí)，粒子的振動(dòng)幅度便會(huì)減少，使物體收縮。

熱脹冷縮是一般物體的特性，但水（4°C以下）、銻、鉍、鎵和青銅等物質(zhì)，在某些溫度范圍內(nèi)受熱時(shí)收縮，遇冷時(shí)會(huì)膨脹，恰與一般物體特性相反。因此，水結(jié)冰時(shí)，冰是先在水面出現(xiàn)。由于鐵軌有熱脹冷縮的特性，因此鐵軌連結(jié)時(shí)須保持一定的間隙（以防止氣溫升高時(shí)，鐵軌因受熱膨脹伸長(zhǎng)而相互推擠變形），再以魚(yú)尾鈑與螺桿將鐵軌相互連結(jié)起來(lái)。

探究紅墨水的熱脹冷縮及其他物體也會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象嗎？

熱脹冷縮是指物體受熱時(shí)會(huì)膨脹，遇冷時(shí)會(huì)收縮的特性。由于物體內(nèi)的粒子（原子）運(yùn)動(dòng)會(huì)隨溫度改變，當(dāng)溫度上升時(shí)，粒子的振動(dòng)幅度加大，令物體膨脹；但當(dāng)溫度下降時(shí)，粒子的振動(dòng)幅度便會(huì)減少，使物體收縮。

熱脹冷縮是一般物體的特性，但水（4°C以下）、銻、鉍、鎵和青銅等物質(zhì)，在某些溫度范圍內(nèi)受熱時(shí)收縮，遇冷時(shí)會(huì)膨脹，恰與一般物體特性相反。因此，水結(jié)冰時(shí)，冰是先在水面出現(xiàn)。由于鐵軌有熱脹冷縮的特性，因此鐵軌連結(jié)時(shí)須保持一定的間隙（以防止氣溫升高時(shí)，鐵軌因受熱膨脹伸長(zhǎng)而相互推擠變形），再以魚(yú)尾鈑與螺桿將鐵軌相互連結(jié)起來(lái)。

通過(guò)活動(dòng)讓學(xué)生了解物體的熱脹冷縮現(xiàn)象。 2100433B