انقباض چیست؟
پاسخ مواد در مقابل کاهش دما که به صورت کوچک شدن اندازه آن هاست، انقباض حرارتی نامیده می شود که یک تغییر فیزیکی در ماده است. با کاهش دما، انرژی گرمایی اتم ها از دست رفته و ارتعاش و نوسان آن ها کمتر می شود. در نتیجه حرکت اتم ها خیلی کند و نزدیک به هم می شود. پس با انقباض حرارتی، مساحت و حجم مواد کم می شود و این اتفاق برعکس چیزی است که در انبساط حرارتی رخ می دهد. می توان گفت، انبساط و انقباض دو پدیده ای هستند که برعکس هم رفتار می کنند. اختلاف دما در انقباض برعکس انبساط و منفی است، زیرا در این پدیده، دمای نهایی از دمای اولیه کمتر بوده و مقدارهای منفی برای طول، سطح و حجم به دست می آید.
با کم شدن دما، اتم ها کندتر حرکت کرده و به فضای کمتری برای حرکت نیاز دارند. حرکت اتم ها با سرعت کمی انجام شده و ماده کوچک تر شده و منقبض می شود. وقتی دما کاهش پیدا می کند، بیشتر مایعات و گازها منقبض می شوند. اما در این مورد نیز استثنائاتی وجود دارد. یکی از استثنائات معمول، آب است که انبساط آن در نقطه انجماد و کاهش دما اتفاق می افتد.
انبساط چیست؟
وقتی ماده ای در پاسخ به تغییرات دما، میل به تغییر شکل، مساحت، حجم و چگالی خود پیدا می کند، بدون آن که انتقال فازی رخ دهد، انبساط رخ می دهد. با گرم شدن ماده، مولکول های تشکیل دهنده آن با ایجاد حرکت و ارتعاش بیشتر، با فاصله بیشتری نسبت به هم قرار می گیرند. در نتیجه بزرگتر شده و دچار انبساط می شوند. اما موادی نیز به عنوان استثنا هستند که با افزایش دما به جای انبساط، دچار انقباض می شوند که این تغییر در محدوده دمایی خیلی محدودی در این مواد اتفاق می افتد.