科技愛好者427
玻璃本身不會結冰，但會熱脹冷縮。<strong> 物質都有熱脹冷縮的性質，玻璃也一樣。如果內外溫度相差很大，或者突然出現大的溫差，就容易炸裂。
我們看到溫度計上的標度，但溫度升高時，不管裡面是用水銀還是別的物質作為指示劑，都會升高，說明這種物質膨脹了；而溫度下降時則會下降，說明這種物質搜索了。
這就是物質的基本特性，幾乎所有的物質都有這種特性。
當物質這種熱脹冷縮過程不均勻或者過大時，物體承受不住這種變化就會斷裂或者炸裂。
玻璃器皿也是這樣，在突然加熱和突然冷卻的情況下容易發生炸裂。
比如我們在爐火上用玻璃器皿燉煮食物，在高溫沸騰的情況下，端起突然放入水中，就很容易炸裂。一些較厚的玻璃器皿放在大火上燒烤，內外受熱不均勻也容易炸裂。
把一個燒得很熱燙的玻璃杯突然倒入冷水也容易炸裂。如果一個接了冰疙瘩的玻璃器皿，用火其烘烤，這樣受熱不均也容易炸裂。
實驗室用的燒杯，可以隨意的放在火焰上燒水，做各種熱實驗，不會炸裂，就是因為燒杯的玻璃壁很薄，但受到冷熱刺激時，會很快裡外受熱均勻，所以就不會炸裂了。
我們知道了這個道理，在使用玻璃器皿時就要注意。
比如用玻璃杯裝熱水時，可以先放點熱水把杯子先燙一下，讓整個杯子適應熱的溫度，再倒入開水，就不會炸裂了。
而在火上燒的很熱的玻璃容器，不要突然放在很冷的地上或水裡，端起來可以用一個竹木點子墊著，讓它慢慢冷卻。
但這種情況在玻璃窗上很少發生。我們可以看到每家每戶的玻璃窗，到了冬天也幾乎沒有看到會爆裂的，完全起到了防寒保暖的作用。
這是因為在南方，室內外溫差並不大，玻璃搜索到的熱脹冷縮不明顯，所以不會爆裂；而在北方，雖然室內外溫差較大，但這種溫差並不是突然導致的，而是慢慢形成的，玻璃的應力適應了這種溫差，也就不會爆裂。
而且北方現在大多數都是用雙層玻璃窗，兩層玻璃之間有一層氣體隔溫保暖，內外溫差不會直接透到外面玻璃，所以更不會輕易炸裂。
物體熱脹冷縮的屬性，是因為物體內的粒子（分子）運動動能，會隨著溫度的改變而變化。
溫度高時，運動就劇烈，震動幅度增加，所需要的的空間就越大，就呈現出脹大現象；溫度低時，粒子運動就減弱，震動幅度減少，所需的空間就減少，就呈現收縮狀態。
人們知道了物質的這種性質，在建設時就要考慮這些因素，否則就會導致重大損失和事故。
比如在建設公路、鐵路、橋樑和電纜電線的敷設時，都會根據計算和設計要求，隔一段距離留一個收縮縫，一遍在夏天冬天溫差較大時，不會因為熱脹冷縮導致路面橋樑受到破壞。
熱脹冷縮的現象，在水的問題上表現出了特別的表現。水在4度時密度最大，也就是說4度時縮得最厲害，而4度以上和以下都處於“脹”的狀態。
因此水在結冰時比不結冰是體積反而會增多，也就是脹的更厲害。
這是因為水分子特殊的性質決定，這裡就不討論了。
時空通訊
幾天前，我把一瓶玻璃水放在冰箱裡，這樣水就會很快冷卻下來。第二天，當我打開冰櫃時，我發現水變成了冰（預期的結果）和瓶子被打破了（意想不到的結果）！為什麼玻璃破碎了？
為了回答這個問題，我們需要理解熱平衡和玻璃作為熱導體的知識。
熱平衡
熱能是與物體或系統的溫度有關的能量。當談到熱的時候，我們指的是熱能從一個物體轉移到另一個物體。熱量通過傳導、對流或輻射傳遞。一般來說，與熱能交換（以及從一種形式到另一種形式的變化）有關的定律稱為熱力學定律。這些定律支配著我們對任何系統中溫度變化的理解。
- 圖注：熱力學第零定律
根據我們的問題，最相關的定律是熱力學第零定律。這條定律的實質是“當兩個物體與第三個物體的溫度相等時，它們就具有溫度相等”。這意味著當不同溫度下的系統接觸時，它們將隨著時間的推移達到熱平衡點。這個定律是溫度計的基礎！為了更好地理解這一點，讓我們定義並更好地理解什麼是熱平衡。
- 圖注：達到熱平衡的兩個物體。
用最簡單的術語來說，當兩個物體處於熱平衡狀態時，它們彼此接觸並處於相同的溫度。因此，如果其中一個物體比另一個物體更熱，它會向較冷的物體散發熱量，直到兩個物體處於相同的溫度。
玻璃是如何因溫度變化而變化的？
固體有三種結構：晶體結構、多晶結構或非晶結構。非晶態固體是一種結構上缺乏統一順序的材料，晶體固體是完全有序的。
而多晶固體是指在同一固體中具有多個不同晶體材料、不同取向的固體。玻璃是一種陶瓷材料，存在於許多不同成分的非晶固體中。玻璃通常主要由二氧化硅製成。二氧化硅存在於晶態和非晶兩種狀態。
玻璃製造中使用的二氧化硅是非晶態或非晶態的。最常見的玻璃是由無定形二氧化硅或二氧化硅（SiO2）製成的光學透明陶瓷，並且加入大約30%（源）氧化鈉（NaO）、石灰（CaO）和氧化鎂（MgO）。當一個物體被加熱時，它的體積會膨脹，而當它失去熱量時會收縮。玻璃在溫度變化時也會發生這種反應。
熱和電一樣，有良導體也有不良導體。玻璃是一種很不好的導熱體。這是由於它的非晶態結構。陶瓷的無序原子不能可靠地傳遞熱能。由於它的不良熱導性性能，如果兩邊的溫度不同，較厚的一塊（如瓶子的那塊）就足以造成尺寸上的差異。由於玻璃是一種不良的熱傳導體，兩邊需要更長的時間才能達到熱平衡狀態。
為什麼玻璃碎了？
由於這些熱力學性質，玻璃物體暴露在快速變化的溫度下容易破碎。熱必須通過介質交換。
在我們的問題中，這兩個物體是冷空氣和玻璃本身。冷空氣充當熱量散失的媒介。冷凍的空氣首先接觸到玻璃的一面，玻璃的一面迅速失去熱量，隨之收縮。玻璃兩側存在溫度的對比，因為玻璃的兩側不能達到與凍結空氣的熱平衡狀態，正如我們前面所討論的。
因此，當熱量從玻璃的一側散失時，另一側就相對較熱，因此膨脹得更大。這種膨脹的反差會導致玻璃破裂。
科技領航人
是因為熱脹冷縮，溫度低會使玻璃變脆，從而容易破損。
玻璃的外部環境，通常不是恆溫，玻璃膨脹和收縮週期性進行，導致玻璃超過自身的疲勞強度，產生破損。
熱脹冷縮是物體受熱時會膨脹，遇冷時會收縮的特性。由於物體內的粒子（原子）運動會隨溫度改變，當溫度上升時，粒子的振動幅度加大，令物體膨脹；但當溫度下降時，粒子的振動幅度便會減少，使物體收縮。
故紙蘊書香
1溫度低會使玻璃變脆，從而容易破損。
2玻璃過薄
3空氣中的水蒸氣吸附在玻璃表面，結冰的水和局部玻璃應力不平衡。導致玻璃破損
磁場圈
熱脹冷縮，整塊玻璃受力不均就會破
天馬8763
熱脹冷縮
