التقلص والتمدد

تتَمَدَّدُ المَوادُّ بالإحماء – ويَزْدادُ حَجْمُها مع ارتفاعِ دَرجةِ الحرارة. وهذه الظاهِرَةُ عَكُوسَةٌ – أي إنَّ المَوادَّ تَتقَّلَّصُ بالتَّبْريد.
طاقةُ حَرَكةِ الجُسَيْماتِ في المادَّةِ وهي ساخِنَةٌ أَزْيدُ منها وهي بارِدَةٌ. وهذا يَعْني أنَّ الذرَّاتِ أو الأَيُوناتِ أو الجُزَيئاتِ التي تُؤلِّفُ المادَّة تَزْدادُ سُرعَةُ حَرَكتِها بارتفاعِ درجةِ الحرارة. وتَنْزِعُ هذه الحَرَكةُ إلى دَفْعِ الجُسَيْماتِ بَعيدًا بَعضِها عن بعض، فيَزدادُ حَجْمُ المادَّة، وبالتالي تَقِلُّ كثافَتُها لأنَّ كُتْلتَها غَدَت تَشْغَلُ حَجْمًا أكبَرَ.

الجوامِد
يَتمَدَّدُ قضيبٌ من الحديد، طولُه مِترٌ، بحوالَى جُزْءٍ من مئة من المليمتر لِكُلِّ ارتفاعِ درجة واحدة في حَرارتِه على مِقْياس سِلسْيُوس. أي إنَّ خَطَّ سِكَّةِ الحديد الذي طولُه كيلومتْرٌ يَتمَدَّدُ بحوالَى 50 سنتيمتراً عندما يَعْقبُ نهارٌ حارٌّ جِدًّا لَيلةً باردةً جِدًّا. لذا، يَنْبغي أنْ يُجْعَلَ لِقُضبانِ سِكَّةِ الحديد مَفاصِلُ مُنْزلِقَةٌ لِمَنْعها من التَّحَدُّبِ والاِنبعاج. كذلك فإنَّ الإحماءَ السَّريعَ للأَواني أو الأوعيةِ الزُّجاجيَّةِ الباردة أو التبريدَ السَّريعَ لها وهي مُحمَاةٌ يُمكِنُ أنْ يُسَبِّبَ تَشقُّقَها أو تكَسُّرَها نتيجةً لتمَدُّدِها أو تقَلُّصِها المُتَفاوِت.

السَّوائل
على مَدى تغَيُّرٍ مُعَيَّنٍ في دَرجةِ الحرارة، تَتمَدَّدُ معظمُ السَّوائلِ أو تَتقَلَّصُ بحوالى ألفِ مَرَّةٍ أكثرَ من الجوامد. لكِنَّ الماءَ يَشِذُّ عن ذلك بين درجةِ 4°س ودرجةِ الصِّفْر (درجةِ التجَمُّد) – إذْ يَتمَدَّدُ بانخِفاضِ دَرجةِ الحرارة. وهذا سَبَبُه تَغَيُّرٌ في بِنْيَتِه.

الغازات
تَنْضغِطُ الغازاتُ بِسُهولةٍ أكثرَ من السَّوائلِ والجوامِد لِتَواجُدِ فَراغاتٍ أكثر بين جُسَيْماتِها. لذا، يُقاسُ حَجْمُ الغاز على ضَغْطٍ ثابتٍ – هو غالبًا مُعَدَّلُ الضَّغْط الجَوِّيّ على مُسْتَوى سَطْحِ البَحْر. وفي هذه الحال، تَتمَدُّدُ معظمُ الغازاتِ بالقَدْرِ نَفْسِه لِكُلِّ ارتِفاعِ درجة واحدة في حرارتِها. والواقِع أنَّ حجمَ الغاز، في حالِ ثُبوتِ الضَّغْط، يَتناسَبُ طَرديًّا مع درجة حرارته المُطلقة (أي درجة حرارته فوق الصِّفر المُطْلَق -273°س). وتُسَمَّى هذه العلاقةُ قانون ﭽـِي لوسَّاك.
مع تعاقُبِ النَّهارِ واللَّيل، يَسْخُنُ جَوُّ الأرض ثُمَّ يَبْرُدُ. فيَرتفِعُ الهواءُ السَّاخِنُ، الأقَلُّ كثافةً، ويَهْبِطُ الهواءُ البارِد. وحركةُ الهواءِ هذه تُسَبِّبُ هُبوبَ الرِّياح وتَتحكَّمُ في مَنْظوماتِ طَقْسِ المِنْطقة.