什么是熱彈性？

熱彈性（Thermoelasticity）是指溫度波動給固體尺寸和形狀造成的變化。彈性大的材料比彈性差的材料更容易擴張和收縮。科學家會基于熱彈性原理設計材料和物體，使它們能在承受溫度波動時不斷裂。

實際上，科學家早在100多年前就已經知道描述熱彈性的方程式，但直到最近才開始做材料壓力測試，以確定它們的熱彈力。通過材料溫度上升或下降，工程師能預測這些材料在不同溫度時的擴張或收縮率。這些信息在建筑材料或承重結構之間需要緊密結合時很重要。了解熱彈性原則能幫助工程師設計的結構在一定溫度范圍內保持完整性。

熱彈性原理給工程師設計各種對象帶來不同影響。例如，由于知道混凝土在受熱時會擴張，因此會在人行道的板磚之間留出縫隙。如果沒有這些空間，混凝土就沒有擴展空間，會給材料帶來巨大壓力，造成裂縫或破洞。同樣，橋梁被設計成帶有伸縮接頭，能讓組件在受熱時擴張。

所有材料都會在受熱時彈性擴展，在遇冷時收縮。用熱彈性公式描述的擴展是由材料分子活動增加的。這些分子在固體加熱時保持相互連接，但分子鍵會膨脹，使分子相互移動并導致材料成長。相反，在材料冷卻時，分子移動的少，并且鍵會將它們彼此拉的很靠近。

熱彈性原理指出溫度增加導致的擴張會造成物體向不同方向擴展。混凝土磚在受熱時會向上，向下和彼此之間擴展。杯子或其它容器也會以這種方式向各個方向擴展，并因此而增加總容量。在研究熱彈性時，會使用特殊的化學公式描述物體在溫度變化時的形狀變化。