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將氣球稍微充氣，綁住吹氣口，浸泡在60℃以上的熱水中，會發生什麼事呢？答案是，氣球會鼓起來。相反的，如果放進冰水裡，氣球就會馬上消氣。由此可知，空氣等氣體在受熱時會膨脹，遇冷時會收縮，氣體體積與絕對溫度成正比。

其實，物理學所使用的「理想氣體溫度計」，就是運用理想氣體的體積與絕對溫度成正比的特性， 來測量溫度。理想氣體的體積V 與絕對溫度T（單位為K〔Kevin， 克耳文〕）成正比，用公式來表示， 即為V ＝ kT（k 為比例常數）。

除了溫度以外，還有其他方法可改變氣球的體積。你可以試試看，用手抓著綁住吹氣口的氣球， 快速向內擠壓，可使它的體積變小，因為這麼會做讓氣球承受的壓力變大。實際上，在溫度不變的情況下，若要讓氣球體積減半，壓力就要加倍。相反的，若要讓氣球體積加倍，壓力就要減半。設壓力為p，體積為V，則公式如下：

pV ＝常數

另外，p、V 及T 的關係可以用pV ＝ nRT 這個公式來表示。這個公式就是理想氣體方程式（Ideal gas law），n 是物質的量（Amount of substance），R 是氣體常數。

氣球的體積會因熱脹冷縮等因素而改變，是因為氣球內外的空氣壓力趨於相等。氣球外的空氣通常是1 大氣壓，所以氣球內的壓力也是1大氣壓。

為什麼蓋子很難打開？

大家應該都遇過瓶蓋或味噌湯碗蓋卡得很緊、打不開的情況， 其實這也是「熱」造成的。瓶蓋或碗蓋打不開，是因為裡面的空氣（或味噌湯、果醬等）變冷了。內容物變冷之後，瓶中的空氣也會因冷而收縮。但因瓶或碗的結構堅固，體積無法變小，迫使理應變小的體積維持原狀，導致壓力下降。如此一來，瓶外的壓力（1 大氣壓）就比瓶內大，使蓋子很難打開。

反過來說，要輕鬆打開味噌湯碗蓋或瓶蓋，就要讓內部的空氣膨脹，以提高內部壓力。也就是說，加熱內容物就可以了。不過， 要打開的如果是碗，很難只加熱味噌湯。這種情況就要用手把蓋子弄彎，亦即讓蓋子變形，把空氣送進去，使內部達到1 大氣壓。

既然提到碗，我想問問大家，有沒有遇過碗在桌上滑來滑去的情況？這種現象也可以用物理學中「熱」的原理來解釋。

味噌湯碗裡因為有裝東西，照理說應該很重、不易移動。但是， 支撐碗的部分（底部）與桌子之間的空氣因熱湯而膨脹，便形成力的作用，把碗稍微向上頂。如果底部沾到一點水，碗和桌子間的摩擦力就會變小；而底部的水又會使碗往上浮，摩擦力就更小了，所以碗才會亂滑。

不過，貼紙很難撕掉時，用吹風機去吹，背後的原理則稍有差異。因為吹風機加熱的不是空氣，而是貼紙。

吹風機的熱風會加熱貼紙用的黏膠，黏膠變熱後，分子運動會加速。簡單來說，就是黏膠變軟，所以比較容易撕開，跟摩擦力無關。

書　名｜│《物理角色圖鑑：用35 個萌角色掌握最重要的物理觀念，秒懂生活中的科普知識》
作　者｜川村康文
譯　者｜林雯
出版社｜漫遊者文化　
出版日期｜2024 年9 月