Lorsqu'un objet est chauffé, les atomes ou molécules qui le composent gagnent de l'énergie et se déplacent plus rapidement. Ce mouvement accru provoque la dispersion des atomes ou des molécules, entraînant une augmentation de la taille de l'objet.
Le degré de dilatation d'un objet lorsqu'il est chauffé dépend de son coefficient de dilatation thermique. Ce coefficient quantifie la quantité d’expansion par unité d’augmentation de température. Les matériaux ayant un coefficient de dilatation thermique plus élevé se dilatent davantage lorsqu'ils sont chauffés que les matériaux ayant un coefficient de dilatation thermique plus faible.
Par exemple, les métaux ont généralement un coefficient de dilatation thermique plus élevé que les non-métaux. Cela signifie que les objets métalliques, comme une tige métallique, se dilateront davantage lorsqu'ils sont chauffés que les objets non métalliques, comme une tige en bois, lorsqu'ils sont soumis à la même augmentation de température.
Il convient toutefois de noter qu’il existe quelques exceptions à cette règle générale. L'eau est une de ces exceptions. Lorsque l’eau est chauffée de 0°C (son point de congélation) à 4°C, elle se contracte au lieu de se dilater. Il s'agit d'une propriété unique de l'eau, importante en raison de son rôle dans divers phénomènes naturels, tels que la glace flottant sur l'eau.
En résumé, la chaleur provoque généralement la dilatation des objets en raison de l’augmentation du mouvement moléculaire. Le degré de dilatation dépend du coefficient de dilatation thermique du matériau, certains matériaux présentant des exceptions à cette règle.
