把氣球拉長竟然會變熱!?在家就能做的神奇溫度變化實驗(熱像儀應用)

我是科學訓練師桑子研。每天都是一場實驗。

把氣球拉長,它會變熱;放回原狀後,又會變冷。看似只是個小現象,其實背後正連結著物理學最核心的概念。今天,就讓我們透過一個在家馬上能做的小實驗,一起窺探「熱」與「能量」之間不可思議的關係吧。

來拉拉看氣球吧

先介紹一個在家就能完成的簡單實驗。請準備一顆氣球,然後貼在臉上,用力快速把氣球拉長。

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有感覺到什麼嗎?氣球是不是變熱了?接著,當你把被拉長的氣球放回原狀,再貼到臉上時,這次又會感覺冰冰涼涼的。來看看下面這段用熱像儀拍下的影片吧。

用熱像儀一看就超明顯

用熱像儀觀察,結果真的一目了然。

氣球被拉長時,溫度居然上升到大約40℃。而當它恢復原狀時,

則降到大約27℃,甚至比室溫(約28℃)還低了1℃左右。沒想到一顆普通的氣球,竟然能出現這麼戲劇化的溫度變化,真的很驚人吧!

這次使用的熱像儀是下面這款,操作輕鬆又很方便。

FLIR one PRO(Amazon)

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為什麼會變熱,又會變冷?

這個現象其實有很清楚的科學原理。當你拉伸氣球的橡膠時,施加的機械能會轉換成熱能。這和替腳踏車輪胎打氣後,氣嘴附近會變暖,是非常類似的機制,接近所謂的「絕熱壓縮」。

反過來說,當被拉長的橡膠瞬間縮回去時,它會一邊收縮、一邊從周圍吸收熱量,因此溫度下降。

這其實就相當於「絕熱膨脹」。而且,這個原理和冰箱、冷氣的運作方式,本質上是相通的。冰箱裡的冷媒,就是透過反覆壓縮與膨脹,把熱從一個地方搬運到另一個地方。

誰能想到,一顆隨手可得的氣球,背後竟然和最先進的冷卻技術共享同樣的物理法則?是不是有種很浪漫的科學感呢?

橡膠的神奇特性:越熱反而越縮?

再來分享一個更有趣的現象。橡膠其實擁有和一般金屬或液體完全相反的性質

大多數物質受熱後會膨脹,但橡膠卻會傾向收縮。原因在於,構成橡膠的長鏈分子,在溫度升高時會更容易捲曲起來。這種特性被稱為「熵彈性」。

看似單純的橡膠材料裡,其實藏著非常深奧的科學世界。關於溫度的奇妙現象,真的很值得親手試試看。只要有一顆氣球,從今天開始,你也能成為一位小小科學家。

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推薦標題:一拉就發熱、一放就變冷!氣球裡竟藏著冰箱等級的物理祕密

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