关键概念
温度
物理学
工程学
材料科学
介绍
你有没有把一块糖果掰成两半与朋友分享过？ 你知道你在掰糖果的时候其实是在进行一项小小的物理活动吗？ 在这个活动中，你可以通过玩糖果来学到更多关于材料及其特性的知识。 这是一种有趣（且美味）的方式来研究材料科学，其中包括学习不同材料如何断裂——以及在什么条件下断裂。 在这个项目中，你将把各种糖果棒掰成两半，然后看看把它们放进冰箱后会发生什么。 你认为它们会更容易还是更难掰断？
背景知识
材料科学家和工程师研究不同的材料，它们如何弯曲和断裂，以及如何使它们更坚固。 这使得科学家们能够帮助开发更坚固、更安全的结构和物体。 材料的行为可能会有所不同，具体取决于你是拉伸、弯曲还是压缩它们。 如果你只是稍微拉伸或弯曲材料，它可能会弹回原来的形状。 例如，想想当你稍微弯曲金属或塑料尺子时会发生什么。 这种“有弹性的”行为称为弹性形变。 几乎所有材料在断裂之前都会表现出一些弹性行为（即使只是一点点）。
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但是，如果你过度弯曲或拉伸材料会发生什么？ 有些材料会继续变形，但会永久保持其弯曲形状，而不是弹回。 例如，想想当你弯曲回形针时会发生什么。 这称为塑性形变。 在最终断裂之前可以经历大量塑性形变的材料称为韧性材料。 其他材料在你过度弯曲它们时会突然断裂——例如，木制尺子或铅笔。 突然断裂且没有经历太多塑性形变的材料称为脆性材料。
但是材料的行为并不总是相同的； 诸如温度之类的条件会对它们的反应产生很大影响。 建造户外结构（如桥梁）或户外使用的物品（如汽车）的工程师必须担心温度变化将如何影响材料的行为。 你不希望一个在温暖的日子里既美观又坚固的结构在天气变热或冰冻时突然倒塌！ 在这个项目中，你将研究温度如何影响当你尝试将不同的糖果棒掰成两半时会发生什么。
材料
你选择的各种全尺寸糖果棒，每种两个
各种“软”糖果，如 Twizzlers、AirHeads 或橡皮糖（强烈推荐 AirHeads，因为它们最能体现实验效果。），每种两个
可以使用冰箱
笔或铅笔和纸（可选）
准备工作
在你开始实验前约一小时，将每种糖果样品中的一个放入冰箱。
将另一半样品放在室温下。 你认为温度会对这些糖果材料的物理行为产生很大影响吗？
步骤
取出一个室温糖果样品，用双手握住两端。
慢慢开始将全尺寸糖果对折弯曲。 密切注意弯曲它的难度。 它非常僵硬以至于根本难以弯曲吗？ 还是非常柔软且容易弯曲？
继续弯曲糖果直到它断裂。 密切注意它是如何断裂的。 它是突然断裂（脆性）还是拉伸并逐渐断裂（韧性）？
注意：有些物品，如 Twizzlers 和橡皮糖，非常柔软，因此你可能根本无法通过弯曲它们来使其断裂。 你可以通过将它们拉开来使它们断裂吗？ 如果可以，断裂是如何发生的——突然（脆性）还是有弹性的和逐渐的（韧性）？
如果你想记录每种糖果及其在弯曲和断裂过程中的材料行为，请在进行断裂测试后记录每次观察结果。
现在，从冰箱中取出对应的糖果，重复上述步骤。 记住仔细观察糖果是如何断裂的。 糖果更容易还是更难弯曲？ 糖果的断裂方式是否不同？
对你的其他每种糖果样品重复此步骤。 记住密切注意材料的弯曲难度以及它们是如何断裂的。
相同种类的糖果在不同温度下表现不同吗？ 在弯曲测试中，相同温度的不同糖果之间表现如何？ 你认为如果你尝试在高于室温的温度下弯曲这些糖果会发生什么？
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观察与结果
在这项活动中，你应该已经看到大多数材料在冰箱中放置一小时后变得更硬且柔韧性更差。 例如，橡皮糖和 Twizzlers 等物品在室温下可能非常松软，会因自身重量而弯曲，但在冰箱中放置后需要稍微用力才能弯曲。 即使它们因寒冷而变得更硬且更难弯曲，但它们仍然可能没有经历脆性断裂。 这并不意味着你的活动出错了——有些材料即使在非常冷的时候仍然是韧性的！ 然而，其他材料可能在你冷冻它们时表现出从韧性到脆性的非常明显的转变。 这对于 AirHeads 糖果和某些巧克力棒非常有效，它们在室温下是粘稠且可拉伸的（韧性的），但在冷冻时会发出非常干净的“啪”声（脆性的）。
清理
记住，总的来说，吃太多糖果不是很健康。 一次吃太多糖果会让你感到不适。 确保与其他人分享糖果——并为以后留一些！
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