Тепловое расширение - это очень распространенное явление (очень-очень) и важное явление.
Газы. Именно понимание сути процессов расширения и сжатия газов привело к созданию молекулярно-кинетической теории идеального газа. А пропорциональность температуры объему газа при тепловых процессах лежит в основе абсолютной шкалы температур Кельвина.
Жидкости. Вода расширяется очень необычно и при этом такое расширение имеет важнейшее значение. При нагревании от 0 до 4 градусов объем воды наоборот уменьшается с увеличением температуры. Какое же значение такой особенности?
Осенью вода начинает охлаждаться во всех водоемах. Верхний слой остывает, на его место поступает слой теплой расширяющейся воды снизу. Но такой процесс идет только до тех пор, пока температура воды не понизится до 4 градусов по Цельсию. Верхние слои уже не сжимаются, не становятся тяжелее и не опускаются на дно. Верхний слой охлаждается, охлаждается, достигает нулевой температуры и замерзает. Благодаря такому эффекту водоемы не промерзают полностью.
Твердые тела. Тепловое расширение твердых тел много меньше, чем жидкостей. Но и оно может служить причиной разных неприятностей. Так, например, для большей точности в часах используют сплав "инвар" (инвариантный). Это сталь с большим содержанием никеля, который очень мало расширяется при нагревании. При увеличении температуры на 1 градус стержень из инвара увеличивается всего лишь на одну миллионную долю своей длины.
Тепловое расширение твердых тел опасно тем, что ему трудно помешать из-за малой сжимаемости твердых веществ. С этим приходится считаться и везде, где требуется, оставлять тепловые зазоры, при укладке рельс, например. Или использовать материалы, устойчивые к тепловому расширению. Такие как кварцевое стекло, которое можно нагреть до нескольких сотен градусов и сразу бросить в холодную воду. И ему ничего не будет.
При нагревании на 1 градус Цельсия стальной стержень удлиняется на одну стотысячную своей длины. Но чтобы его сжать обратно надо создать давление в 20 МПа (мегапаскалей).
Вот такое оно - обычное - необычное тепловое расширение.