平凡中的不平凡，关于“热缩和冷胀”

在学理化时一定都听过“热胀冷缩”这个名词，但是你知道自然界除了热胀冷缩外，竟然有些物质是“热缩冷胀”！且还有物质同时拥有热胀冷缩、热缩冷胀，快来看看吧~

首先，让我们先了解热胀冷缩的意义，顾名思义就是一个物质受热时会膨胀，受冷时会收缩，那反过来则是热缩冷胀，即是受热时收缩，受冷时膨胀啰！

这里讲一下体积的概念，体积其实可以分成两个部分：

1.物质中每个小分子本身的大小。

2.物质中每个小分子本身的活跃程度，越活跃的小分子所需要的空间就越大，所以体积就会越大；越不活跃的小分子所需空间就越小，体积就越小。

回归主题，用一个简单的概念叙述热胀冷缩就是，每个物质中的小分子在接受到热时，会更活跃，导致小分子不想安分地待在原本位置上，比较想要向各个方向活动，所以物质的体积就会变大！反之，热缩冷胀就是小分子接受到热反而更不活跃，比较想要睡觉（？）。所以活动的幅度较原先小，体积自然就会缩小！

讲完原理后，大家应该可以理解，生活中大部分物质都是热胀冷缩，只有极少物质是热缩冷胀的。那这极少物质有哪些呢？有：锑（Sb）、铋（Bi）、镓（Ga）、青铜和水（H2O）等。

锑（Sb）、铋（Bi）、镓（Ga）因为有热缩冷胀的性质，使之应用在印刷工业上。早期印刷书刊的铅字，因为铅本身热胀冷缩的特性，导致在浇铸后，印出来的字会模糊不清而且不耐磨。这时在铅里面混和一些锑、铋、镓，可以有效的改善不清晰的问题同时又更耐用，可谓一举两得。

青铜则是因为热缩冷胀的性质，使之成为一理想的雕塑材料，因为其受热后会收缩，所以在浇铸过后，雕像的棱角反而会更加突出、美观。

​再来就是大家再熟悉不过的“水”，水看似平凡，其实可是有很大的不平凡之处呢！因为水同时有热胀冷缩和热缩冷胀，正因水拥有这样的特质，海洋生物才能安然地生活，那么水为什么如此神奇呢？

这里可以用一个简单的例子说明，当水面的温度由5℃到4℃时，此时水是热胀冷缩的，因为4℃的密度较大，所以在水面的水会往下沉，水底的水往上跑，类似一个混和过程。当水面的温度由4℃降至3℃时，此时水是热缩冷胀的，所以水面的水密度较小，自然会维持在水面，不会像是5℃到4℃时的混和。这个过程会持续至0℃，此时水面的水开始结晶，变成固态的冰；而水底的水因为没有混和关系，仍然在接近4℃的温度，故结冰会从水面开始先结晶而非水底！

由上述例子可以知道正因为水的热缩冷胀，生活在水里的生物才不会因为结冰的关系而冻死在水里，关于热胀冷缩、热缩冷胀，是不是觉得很有趣呢！