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La maggior parte dei materiali solidi si dilata se viene riscaldata e si contrae se viene raffredata. L' aumento di una qualsiasi delle dimensioni di un solido è detta dilatazione termica lineare. La variazione della lunghezza, che un corpo di lunghezza iniziale L0, subisce quando la sua temperatura varia di una certa temperatura è data da:
dove alfa è il coefficiente di dilatazione termica lineare. La maggior parte dei solidi e dei liquidi aumentano di volume col crescere della temperatura e decresce col decrescere della temperatura. La variazione del volume è detta dilatazione termica cubica (o di volume). La variazione di volume che un corpo di volume iniziale V0 subisce quando la sua temperatura varia è data da:
Dove beta è il coefficiente di dilatazione termica cubica. Di seguito è riportata una tabella dove vengono riportati i valori dei coefficienti di dilatazione che si riferiscono a una temperatura ambiente, vicino quindi ai 20° C.
Le forze necessarie per impedire ad un corpo solido di dilatarsi
devono essere tanto intense da contrastare ogni variazione della lunghezza che
tende a prodursi a causa della variazione di temperatura. Mentre la maggior
parte delle sostanze si dilata quando viene riscaldata, l' acqua si comporta
in modo differente. Se l'acqua a 0°C viene riscaldata il suo volume diminuisce
finche la temperatura non raggiunge i 4 °C. Al di sopra di questa temperatura
l'acqua si comporta normalmente e il suo volume cresce al crescere della temperatura.
L' allungamento può anche essere visto come:
dove E è il modulo di Young.
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