【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。

第三章物体的热膨胀

(资料图片仅供参考)

【山话||  本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿；功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳；热量的单位卡路里等于4.186焦耳。另外这套老教材中的力的单位常用公斤，如今是不允许的，力是不能使用公斤为单位的。】 

本章提要

1、物体的热胀冷缩

一般物体受热时膨胀，冷却时收缩。气体的膨胀最大，液体次之，固体最小。

2、温度和温度计

物体冷热的程度叫做温度，它是物体分子热运动平均动能的标志。用来测量温度的仪器叫做温度计，它是根据物体热胀冷缩的性质制成的，分别以水的冰点为零度、水的沸点为一百度的温度计叫做摄氏温度计。

3、固体的热膨胀

一般固体的热膨胀都很小，温度变化相同时，不同固体的膨胀程度不同。表征固体线度膨胀的物理量叫做线胀系数，它在数值上等于单位长度的固体从0°C 升高到1°C 时线度增长的数值。一般金属的线胀系数约为十万分之几或更少一些。由于固体膨胀时会产生很大的作用力，因此在实际问题中要充分考虑到这一点。

4、物体的体膨胀

对于液体和气体，只有体膨胀才有意义。表征物体体膨胀的物理量叫做体胀系数，在数值上它等于单位体积的物体从0°C 升高到1°C 时体积增大的数值。固体的体胀系数约等于它线胀系数的三倍。由于温度升高时物体的体积增加而质量不变，所以物体的密度随温度的升高而减少。

5、水的膨胀特点

水在4℃ 时的体积最小，密度最大，这一特性对水属生物的生存具有重要的意义。

复习题三

1、对于液体和气体，为什么只谈体膨胀而不讲线膨胀？固体的体胀系数跟线胀系数有什么关系？

2、如果已知物体在0℃ 和 t°C 时的体积，怎样求它在这一段温度范围内的平均体胀系数？如果已知物体在 t℃ 时的体积和它的体胀系数，怎样求它在0℃ 时的体积？

3、固体在0°C 的密度为D₀，它的体胀系数是β，那么在 t°C 时的密度近似地等于D₀(1－βt)，试证明之。

4、说明线胀系数和体胀系数的物理意义。

5、根据什么实验可以知道不同金属具有不同的线胀系数？又根据什么实验或现象可以判断液体的体膨胀大于固体的体膨胀？

6、如果固体在 t₁℃ 时的体积为 V₁t₂°C 时的体积为 V₂，那么 V₂ 近似地等于 V₁[1＋(t₂－t₁)β]；而 V₁ 也近似地等于 V₂[1－(t₂－t₁)β]，试证明之。如果把这些近似的关系式用于液体，所得的结果是否也跟用于固体时同样的正确？试说明理由。

7、钢桥在0°C 时长1082米，当温度从－10°C 升高到20°C 时，它的长度变化了多少？【伸长35.7厘米】

8、温度在30℃ 时，水银气压计的读数是765毫米，已知水银在0℃ 时的密度为13.6克/厘米³，求此时的大气压强。【1035克/厘米³】

9、有人说，我们观察到的液体在容器中的膨胀叫做视膨胀，它要比液体的实际膨胀小一些。这句话对不对？为什么？

10、视体胀系数跟哪些体胀系数有关？关系怎样？你能不能加以证明？

11、一个固体在空气中重45.6克，在10℃ 和比重为1.21克/厘米³的液体中重29.9克；在95℃ 和比重为1.17克/厘米³的同一液体中重30.4克。求这一固体的线胀系数。[提示：必须先计算出固体在10℃ 和95°C 时的体积，这样就可以求得它的体胀系数，再根据体胀系数跟线胀系数的关系，求出固体的线胀系数]【0.00000489/度】

12、玻璃块在空气中重46.75克，在4°C 的水中重31.29克，在60°C 的水中重31.51克。已知玻璃的线胀系数为0.000008/度，求水的体胀系数。【水的体胀系数β=0.000282/度】

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