При нагревании линейные размеры тел увеличиваются – они расширяются. Чем больше длина тела, тем больше оно удлиняется. Поэтому формула для вычисления удлинения тела DL  при изменении температуры на DT имеет следующий вид:

где a - коэффициент линейного теплового расширения

Объём тела при нагревании тоже увеличивается. Чем больше объём тела, тем больше изменяется его объём. Поэтому формула для вычисления изменения объёма тела DV  при изменении температуры на DT имеет следующий вид:

где b - коэффициент объёмного теплового расширения.

Если расширение тела происходит одинаково во все стороны (изотропное расширение), то b = 3a.

Если в предметах есть полости (дырки), то эти полости расширяются при нагревании так, как если бы они были заполнены тем же веществом.

Тепловое расширение необходимо учитывать при прокладке железных дорог и …

…при строительстве мостов

Тепловое расширение позволяет создать биметаллическую пластину, используемую во многих устройствах

Биметаллическая пластина используется в электробытовых приборах для автоматического отключения

Причиной теплового расширения тел является увеличение амплитуды колебаний атомов с ростом температуры. Чем сильнее «пружины», связывающие атомы, тем меньше коэффициент линейного расширения тел. Например, у алмаза коэффициент линейного расширения в 20 раз меньше, чем у олова. См. таблицу справа. Видно, что жёсткие тела (с высокими значениями модуля Юнга) расширяются меньше. Из таблицы также следует, что тела с высокими температурами плавления расширяются гораздо меньше.

Жидкости гораздо больше расширяются, чем твёрдые тела, т.к. их молекулы слабо связаны между собой.