【都说热胀冷缩,矿泉水瓶咋越烫越瘪了?】往矿泉水瓶里倒热水时,明明记得是热胀冷缩

谷枫科普 2026-05-21 11:49:29

【都说热胀冷缩,矿泉水瓶咋越烫越瘪了?】往矿泉水瓶里倒热水时,明明记得是热胀冷缩,为什么反倒越烫越瘪了?实际上,热胀冷缩只是对于最简单最理想材料的规律,真实的材料体系中有更复杂多样的相互作用力,让这个规律发生了变化。

例如水的氢键与原子热运动之间的竞争会导致0-4摄氏度发生热缩冷胀的现象。因为氢键对于水的排列会让体积膨胀,而温度升高在破坏氢键的同时也有膨胀效应,这个温度区间氢键与热膨胀之间的竞争会导致反常。

对于有机材料来说,结构更多样复杂,不仅本身有大分子结构,分子之间的相互作用也很复杂。塑料瓶的材料(PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PS(聚苯乙烯)、PE(聚乙烯)等)本身其实是一个正温度系数的材料(受热膨胀)。

但是塑料瓶在加工成塑料瓶的过程中,塑料在模具内加热拉伸后被冷却,分子链被“固定在拉伸状态”,当加热后,高度拉伸的分子热运动被激活,使之回到了总体能量更低的情况,从而发生收缩。(中科院物理所)中国科普博览

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