热膨胀

一个金属盖拧得死紧的玻璃罐，往往用热水冲一冲就能啵地一下打开。这一招之所以管用，是因为受热时金属盖比玻璃多胀那么一点，松开了它的箍劲。固体在变热时这种日常的膨胀，就是热膨胀。

热让原子振动得更厉害，但关键的转折在这里：原子之间的键是略微偏斜的弹簧，拉长比压缩容易。所以当一个原子振动得更猛时，它并不只是绕着自己的原位对称地来回摆——平均而言，它会坐得比从前离邻居稍远一点。把这一丁点多出来的间隙，乘以亿万条键，整个物体就可测量地变大了。加更多的热，原子就移得更靠外，它便胀得更多。

热膨胀在方方面面都很重要，从铁轨之间的缝隙，到温度计的设计，再到那些受热时绝不能裂开的牙齿补料。诚实的提醒是：起因并不是振动本身，而是它的不对称，也就是键的非简谐性：一块假想中弹簧完美匀称的晶体，受热时会振动，却根本不会改变大小。有些真实材料，比如接近冰点的水，甚至会反其道而行，在某些范围内收缩。