对于一般物体，热胀冷缩是成立的。当物体温度升高时，分子的动能增加，分子的平均自由程增加，所以表现为热胀；同理，当物体温降低时，分子的动能减小，分子的平均自由程减少，所以表现为冷缩。但也有例外，比如说水，水在4摄氏度时体积是最小的，温度升高或降低，体积都会增大。这是水中存在氢键，在温度下降时，水中的氢键数量增加，导致体积随温度下降而增大。
物体温度升高，物体内含的热量也就增加，这叫内能。所谓热，也就是物体内分子的运动形成的；热量增加，就是物体内分子运动的幅度增加了，运动幅度增加了，分子间间隙就大了，所以就有了物体热胀的现象。反过来，物体温度降低了，物体分子间间隙小了，也就冷缩了！
热胀冷缩是大部分物体的通性，也有例外。温度逐渐下降时，水结冰，液体变固体，准确说是变成了晶体，分子间结构发生巨大变化，所以温度低的冰，比温度高的水体积要大，这是冷胀热缩的例子。GIF
金属锑、铋、镓等，也有冷胀热缩的特性，都是因为温度变化，金属晶体内分子的排布结构发生较大变化造成的。
物理上讲，水加热，变成气体，水，遇冷结冰，在固定密封地容器里，热量被水吸收走了，水达到一定温度又变成热气，体积变大，所以会膨胀。水遇冷气变成冰的时候，它把冷气吸收走了，一部分冷气存在容器里，水结冰需要吸热，水里面的热量被气体吸走了，在一定温度下，水变成冰以后它会保持一定的体积，这种体积随着温度不断降低，变成冷气体积也会变小。
这个是初中物理的常识，它是因为组成物体的粒子（原子）剧烈运动导致，物理内每个原子都是在随机运动的，受热后，物体的总能量增加（多了热能），那么原子必须通过运动增加动能来与增加的热能平衡，因此原子平均自程增加，所以膨胀。相反，就是冷缩。
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