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[問題]

為什麼寶特瓶裝溫水(或比較燙的水)，蓋上瓶蓋靜置一段時間後，瓶子會造成變形？


[最佳解答] ※ 資料來源 from 奇摩知識

其實會變形的"主要"原因並不是水的密度
即便水的密度在不同溫度會有變化
也就是說水在4度密度最大為1
溫度下降或上升都會使密度變小
也就是體積變大
但由室溫到溫熱水的溫度差異
並不會大到使寶特瓶外觀看起來有如此大的影響

所以重點就是：
裝入熱水的寶特瓶上方還會有空氣
而此空氣會因為吸收熱水所散逸出來的熱量而膨大
在此所謂的膨大並不是空氣變大
而是說
在相同體積之下
它所包含的空氣分子數量比一般室溫空氣少
所以再經過一段時間後
空氣和熱水(也就是整個寶特瓶)溫度會回復到室溫狀態
但是被鎖在瓶中的空氣分子數目並沒有增加
也就有縮小空氣體積的現象發生
但是瓶蓋已經鎖緊了
空氣收縮會有什麼現象產生呢?
外界大氣壓力為了與內部空氣壓力達平衡(也就是相同壓力)
感覺就像是向寶特瓶施加壓力向內擠壓變形
而寶特瓶也隨著內部空氣收縮改變外觀

補充一個實驗：
準備兩個寶特瓶
一個裝滿熱水
另一個只裝大約 2 / 3 ~ 3 / 4
放在一邊等兩個都冷卻後
再看看它們寶特瓶的收縮程度

你會發現沒有裝滿的收縮程度比較大
為什麼呢?
如果就單單只是熱水和寶特瓶自己的熱脹冷縮
應該是裝滿的那一瓶收縮程度比較大阿
因為它含有比較多的熱水不是嗎?
但是事實證明不是!!
主要變化的原因就是我所說的空氣壓力和空氣的熱脹冷縮

不過不要認為既然是空氣的關係
那就裝少一點的熱水
只裝到 1 / 2 以下或一點點
可能會因為熱水的熱量不足以讓上方的空氣吸收膨脹
反而使的體積變化變少喔~

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話說...
這次去太平山上回來的路上
同事 A 問了一個問題...

為什麼在山上喝的保特瓶礦泉水，在山下喝時，變形了？

由於當時時間為大中午，太陽大的不得了，加上我看見瓶內有水蒸氣凝結，所以我覺得應該是保特瓶裝熱水變形一類的問題...

不過同事們覺得應該是山上和山下壓力差的問題，並且針對壓力公式熱烈討論了一陣子
回來奇摩了一下，附一下相關公式：

壓力公式：Ｐ＝Ｗ／Ａ　
(Ｐ為壓力，Ｗ為物體重量（牛頓），Ａ為接觸面積（平方公尺）)

液壓公式：Ｐ＝ρｇｈ　
(Ｐ為液壓，ρ 為液體密度（公克／立方公分），ｈ液體深度（公分）)

PV=nRT
(P=壓力，V=體積，n=莫耳數，R=氣體常數(0.082)，T=絕對溫度(K))

另外，高度差和大氣壓力 (水銀汞柱 CM)的關係為：(h/100)x0.8
(h 高度(公尺))

由於查了半天沒有看到高度差會不會造成保特瓶變形的奇摩知識
自己想了一下，還是覺得應該是熱度造成的，所以把相關知識貼在上面
不過太平山約 2000 公尺，這 16 cm Hg 的大氣壓力，會不會造成保特瓶變形呢？
(個人推想：山上的壓力 60 cm Hg，喝完水瓶蓋關起來後，瓶內維持 60 cm Hg，到了山下，外界壓力升到 76 cm Hg，自然就往裡面壓縮了？)
應該也有這個可能...

好好奇喔...
已知熱水會造成瓶內壓力變小，保特瓶會變形，那高度差造成的壓力差會不會也造成保特瓶變形呢？
單純的保特瓶變形，到底是大太陽造成的溫度上升壓力變小變形，還是高度差造成的壓力差變形，還是兩個因素一起影響呢？

我的奇摩信箱不能用，不然還真想去奇摩知識發問一下... @@