一、热胀冷缩的物理原理

对于一般物体，热胀冷缩是成立的。

当物体温度升高时，分子的动能增加，分子的平均自由程增加，所以表现为热胀；同理，当物体温降低时，分子的动能减小，分子的平均自由程减少，所以表现为冷缩。但也有例外，比如说水，这并不是说热胀冷缩对水不成立啦~！而是水中存在氢键，在温度下降情况下，水中的氢键数量增加，导致体积随温度下降体积反而增大！ 根据物质粒子最小的原子结构来看，物质的热胀冷缩应该是由物质原子的内部加速运动形成的。

从原子的内部结构来讲，当原子受热后，核内质子和中子以及核外电子呈现为粒子运动的加速状态。首先来说，由于原子核的自转以及电场的作用，牵引了核外电子围绕原子核做公转运动。

原子核的自转速度决定着外围电子受离心力大小的变化，这也决定着原子内核与电子层轨道之间的距离和电场的高低。只有原子核的自旋和外层电子的公转受到外部能量的激发，才会构成原子内部的离心力和电场力的变化，从而也就体现了物质热胀冷缩的自然现象。

1，由于物质的原子核以及核外电子层的提速运动，使其产生了很强的离心力，这个离心力又使核外电子层与原子核的间距拉大。当原子核与核外电子层的距离拉大后，其原子核与核外电子层间的电场力就会降低，而低能级最外层轨道的电子就会脱离原子内部电场的束缚成为溢出的游离电子，从而也就构成了原子的等离子态。

原子核与核外电子层距离的这一变化，也是物质的热膨胀变化系数。然而，物质的热膨胀系数不会无限度的变化，当达到最大的极限时，原子的内部运动就会停留在稳定的运动平衡状态。

在一定的温度极限下原子核与核外电子层之间建立了一种极其稳定的电力场，核外电子不再溢出，电场之间的距离不再扩大，原子停止膨胀继而从原物质的固体转为液态。2，当物质的温度降低后，原子内部的运动速度开始逐渐的下降，原子核的自转速度降低，其对核外电子的离心力作用也将逐渐的减小继而使原子核与核外电子层之间的距离变小电场加大，此时原子又会吸引外部空间的游离电子来补齐电子外层轨道的缺位电子而达到原子非等离子体的原始平衡状态。

同时，物质又从液态逐渐的过渡到固态，这就是物质的热胀冷缩原理。在我们的教科书中，也提到了关于对原子的热能和光能的激发作用。

原子核与核外电子层之间的电场距离是随温度变化的，也是一种变量状态。物质受外部能量的激发可使原子的内部产生动态变化，原子核的最外层电子最容易受到能量的激发而成为飘逸的自由电子，也就是我们平常所说的物质等离子态，上述的两个条件是必备的。

当物质在受热达到极点后可从固态到液态，液态到固态的这一物理转变过程，这个过程必须使原子的内部产生质变。物体的热胀冷缩显现了物质原子的内部物理变化，否然的话，物质的热胀冷缩原理就很难讲清楚的。

观察铜球受热、受冷时的体积变化；动画描述：动画主体是一个用细线吊起的一个铜球，动画背景是一个铁圈，一个酒精灯和一盆冷水。学生首先选用一个恰好能套过铜球的金属圈来确定铜球的大小，然后将铜球放在酒精灯上加热，再将其通过金属圈，接着放在冷水中降温，再通过金属圈来确定铜球受冷受热时体积的变化。

用气球套住瓶口，观察瓶子受热、受冷时气球的体积变化。动画描述：动画主体是一个瓶口套有气球的空气瓶，动画的背景是两个分别成有冷水、热水的器皿。

学生将空气瓶先放在热水器皿中，观察气球的体积变化，然后放在冷水器皿中，观察气球的体积变化。 将玻璃管插在带有胶塞装满水的烧瓶中，观察玻璃管中的水在冷、热水中的体积变化；动画描述：动画的主体是一个胶塞上插有玻璃管的装满红颜色水的烧瓶，背景是分别盛有冷水、热水的两个容器皿。

学生可以将烧瓶分别放在冷水、热水器皿中，观察玻璃管中水柱高度的变化（注意：移动容器时的规范动作，观察时眼睛与刻度线的关系）。 用煤油代替水做如上实验，观察其体积变化；动画描述：如实验3，只是将水换成煤油做如上实验。

汇报、交流观察的结果，形成解释（1）通过实验1，得出铜有热胀冷缩的性质，推测出固体有热胀冷缩的性质。（2）通过实验2，得出空气有热胀冷缩的性质，推测出所有气体有热胀冷缩的性质。

（1）提问：液体（水）有热胀冷缩的性质，气体（空气）、固体（铜）也有这种性质，你能把这种性质用一句话说出来吗？（2）归纳得出：一般物体都有热胀冷缩的性质。 （1）教师提出思考问题：思考1 为什么踩瘪的乒乓球在热水中一烫就恢复原状？思考2铁轨之间为什么要留有缝隙？思考3 两根电线杆之间的电线，为什么冬天绷得比较紧？思考4为什么夏季自行车胎不能打太足的气？（2）解析参考：这四个思考题都是从日常生活事例中引入认识物体热胀冷缩的性质，符合儿童认知的特点，使学生将所学到的知识运用到实际生活中，加深了学习的印象。

对于这四个问题的呈现，都用了视频片段来展示，使问题清楚明晰地呈现在学生眼前。同时，教师也给出参考答案供学生思考，参考1和参考3的参考答案不仅从理论上解释了原因，而且给出了实际数字，比如气体在温度升高1。

二、热胀冷缩的原理 要求：语言要生动,不能太僵硬

热胀冷缩的原理

热胀冷缩大家都知道，生活中也有热胀冷缩的身影，但你知道它的原理和在生活中的好处和危害吗？现在我就为您揭开热胀冷缩的神秘面纱。

热胀冷缩的原理十分复杂，我在这里给大家简单的讲一下。 热胀冷缩是物体的一种基本性质，物体在一般状态下，受热以后会膨胀，在受冷的状态下会缩小。但并不是所以的物质都会热胀冷缩，比如水，它就是和热胀冷缩刚好相反，它是热缩冷胀。

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，粒子的振动幅度加大，令物体膨胀；但当温度下降时，粒子的振动幅度便会减少，使物体收缩。

热胀冷缩是一般物体的特性，但水和其他物质，在某些温度范围内受热时收缩，遇冷时会膨胀，恰好与一般物体特性相反。这就叫做热缩冷胀。

物体是由分子构成的，而且分子之间是有缝隙的，在缝隙中可能有空气或者其他的物质存在。在温度变化时，这些分子之间的物质膨胀，缝隙变大，就造成了热胀。冷缩则刚好相反。在温度变化的时候，这些分子之间的物质收缩，缝隙变小，就造成的冷缩。

温度计大家一定都很熟悉吧，它就是个典型的热胀冷缩的影子。它是利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩等的现象而设计的。

就比如说酒精温度计，它是根据里面的酒精受热膨胀，在玻璃管内上升高度；遇冷收缩，在玻璃管内下降高度，就可以测量温度了。

你玩过乒乓球吗？乒乓球扁了怎么办？扔了再换一个？其实也可以用热胀冷缩来恢复原来的模样。

因为乒乓球内的空气受热膨胀，使乒乓球恢复的原状。

热胀冷缩在生活中的引用其实还有许多许多，这里只是列举的其中的两个。 热胀冷缩的危害 热胀冷缩不仅有好处，也有坏处。

在夏天的话，轮胎气打太足就会爆胎，因为里面的空气受热膨胀，最终导致爆胎，这个危害是十分危险的。

热水瓶上的塞子也不能塞的太紧，因为里面的空气在热水的作用下，受热膨胀，而瓶塞去紧紧的塞着，就会导致瓶胆爆裂。这也是个危害

冬天的电线会很容易断，那是因为电线遇冷收缩，到了一定程度不能在缩了，最终导致了电线断了。

发动机缸体在低温下容易冻裂其实是和上面的冬天的电信容易断是一个道理的。发动机的缸体遇冷收缩了，就导致会爆裂。

看了我的文章了，您对热胀冷缩的了解跟深一步了吧？其实生活中处处都有热胀冷缩，只是你没去发现它罢了。

所有物体都有热胀冷缩的现象，日常生活中我们可以利用这种现象解决一些困难。

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三、热胀冷缩的原理

物体是有分子构成的，而且分子之间不是没有缝隙的，在缝隙中可能有空气或者其他的物质存在.在温度变化时，分子之间的物质膨胀，缝隙变大，就造成了热胀.冷缩就是回到以前的状态.或者是冷冻的时候其分子之间的缝隙再度缩小造成的要知道，世界上没有绝对静止的东西。

组成物质的分子们在不断的无规则运动着，它们在运动时，互相之间有着一些空隙。

而当分子遇热，运动速度就会加快，运动范围也加大，于是物体就膨胀。

当分子遇冷，运动速度就会减慢，运动范围也减小，于是物体就缩小。

物体都是由微观粒子构成的，这些微观粒子在粒子间的引力作用下聚集在一起。但这些粒子并不是静止不动的，它们无时无刻不在运动着，试图挣脱引力的束缚。粒子运动就拥有动能，而温度就是这些粒子动能之和的量度。这些粒子的动能和越大，宏观上就体现出温度越高。

当物体受热升温时，其本质就是粒子的动能增大了，也就是运动速度加快了。动能增大，粒子就有更多的能量用于脱离引力的束缚（这就好像我们试图阻止一辆失控的车，车的速度越大，阻止它就越难）。粒子间因为运动而远离，宏观上就表现为物体膨胀。当物体遇冷降温时，上述过程就是相反的。

所以说，物体热胀冷缩的现象，实质上就是构成物体的粒子在高速运动与低速运动时，物体的宏观表现。