大多数物质在变热时会膨胀(变大)，冷却时会收缩(变小)。一座1400米长的桥梁，在夏季要比冬季长出半米。物质加热后，它吸收的能量使分子运动得更快，范围更大，因而占据更多的空间。温度变化足够大时，物质会从一种状态改变为另一种状态。固体加热到足够高的温度时，就会熔化;液体加热到足够高的温度时，就会沸腾，变成气体即蒸汽。在温度变化时，各种物体的膨胀量或收缩量是不同的。计算膨胀量时，有两个重要的因素。不同材料的化学成分是影响膨胀或收缩的一个因素，比如，铝材比相同尺寸的钢材的长度要大。影响膨胀或收缩的另一个因素，是材料的原始长度。长的物体与短的物体相比，长的物体膨胀或收缩要大些，由于物体的每个分子都参与了长度上的变化，所以物体越长，它在长度上的变化也越大。