下列那一種管材具有最高的熱脹係數（coefficient of thermal expansion）？

本題考點

常用管材的熱膨脹性質比較，也就是材料受溫度變化時長度伸縮程度（熱脹係數）的大小排序，屬建築設備配管的材料性質知識。

正解理由

熱脹係數表示溫度每升高一個單位時，材料單位長度的伸長量；它的大小取決於材料內部原子或分子之間結合力的強弱。結合力越弱，受熱時原子振動加劇所造成的平均間距增加就越明顯，膨脹也就越大。塑膠管（例如聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管）屬高分子材料，長鏈分子本身雖以共價鍵相連，但鏈與鏈之間主要靠較弱的凡得瓦力等次級鍵維繫，受熱時鏈間距離很容易被撐開，因此熱脹係數明顯高於以金屬鍵結合的鋼與鑄鐵，也高於以強共價鍵構成三維網狀骨架的玻璃。四種管材中熱脹係數最高者為塑膠管，故選 A。

逐項排除

1. (A)

   塑膠管：符合題目所問。高分子鏈間的次級鍵弱，熱脹係數在四者中最高；同樣長度、同樣溫差下，塑膠管的伸縮量遠大於金屬管與玻璃管，所以塑膠配管在溫差大的部位（如熱水管、受日曬的室外管線）伸縮特別明顯，配管時必須處理伸縮的吸收問題，這正是本題要考生建立的觀念。

2. (B)

   鋼管：不符合題目所問。鋼是以鐵為主的合金，原子以金屬鍵緊密排列，結合力強，熱脹係數屬中等，與塑膠管相比明顯偏低。題目問的是「最高」，要讓答案成立，對象應換成塑膠管；鋼管的特點是強度高、剛性大、伸縮量相對小，而不是熱脹係數高。

3. (C)

   鑄鐵管：不符合題目所問。鑄鐵同為鐵基材料，含碳量較鋼高、組織中有石墨，但結合方式一樣是金屬鍵，熱脹係數與鋼管相近、同屬中等，也遠低於塑膠管。鑄鐵管質重、剛性大、耐蝕性佳，常見於排水與埋設管線，它的材料特性是「伸縮小、脆性較高」，與塑膠管「伸縮大、韌性好」正好相反，不能當成熱脹係數最高者。

4. (D)

   玻璃管：不符合題目所問。玻璃是無機非晶質材料，矽與氧以強共價鍵連成三維網狀結構，受熱時骨架不易撐開，熱脹係數在四者中屬最低一群；耐熱玻璃器皿所用的硼矽玻璃，熱脹係數更低。考生常把「玻璃遇熱容易破」誤解成「玻璃膨脹大」而誤選；玻璃遇急冷急熱破裂，是因為導熱慢造成內外溫差，加上材料脆、無法以變形釋放應力，並不是熱脹係數大。

記憶點