Тепловим розширенням називається ефект зміни розмірів тіла зі зміною температури при постійному тиску. Це явище для твердих тіл обумовлено несиметричністю потенціалу взаємодії атомів речовини в решітці, що призводить до ангармонізм коливань атомів щодо середнього положення. Для газів це обумовлено збільшенням кінетичної енергії молекул і атомів.
Кількісно теплове розширення при постійному давленііРхарактерізуется Ізобаричний коефіцієнтом розширення (об'ємного або лінійного).
Коефіцієнт об'ємного расшіреніяaопределяется як відносна зміна обсягу V при нагріванні тіла (твердого, рідкого або газоподібного) на 1 К.
,
Практичне значеніеaвичісляется за формулою:
,
Для характеристики теплового розширення поряд сaіспользуется коефіцієнт лінійного расшіреніяaL:
,
Технічні реалізації ефекту
Реалізація даного ефекту не вимагає ніяких додаткових коштів, крім звичайного побутового спиртового або ртутного термометра. При його нагріванні стовпчик рідини зростає, що і означає об'ємне розширення рідини.
Даний ефект широко використовується при проектуванні технічних систем, що працюють в екстремальних або оптимальних термоусловіях з великими перепадами температур. Аномальне властивість води зменшуватися в обсязі при збільшенні температури від 0 до 40С з одного боку є шкідливим, що призводить до розморожування "гідросистем", тобто їх механічного руйнування, а з іншого боку є основою для ряду технологічних процесів, наприклад, руйнування гірських порід. Крім того в технічних пристроях широко використовується так звані біметалічні пластини як датчики граничних температур, що призводять до автоматичної роботи виключення побутових електропристроїв (прасок, пилососів, холодильників і т.д.).
Широке поширення даний ефект отримав в механічекіх теплових релейних елементах.