A variação da temperatura provoca, geralmente, uma variação das dimensões de um corpo, pois está associada a alteração do grau de agitação molecular.

A variação das medidas lineares de um corpo é chamada dilatação linear ou unidimensional; a variação das medidas superficiais é chamada dilatação superficial ou bidimensional; a variação das medidas volumétricas é chamada dilatação volumétrica ou tridimensional.

Dilatação linear de um sólido

Os sólidos constituem sistemas caracterizados, pois apresentam formas próprias: elasticidade, dureza etc.

Quando se fornece calor a um sólido, a energia cinética das moléculas que o constituem aumenta, as moléculas se movimentam com grande velocidade e colidem violentamente entre si, assim produzindo um aumento de distância entre elas, e originando um aumento de volume.

A dilatação sempre se dá em todas as dimensões do corpo. Entretanto, por conveniência, divide-se o seu estudo em dilatação linear, superficial e volumétrica. Esta divisão está diretamente relacionada as dimensões relevantes do processo estudado. Por exemplo, uma barra metálica em que se quer analisar seu comprimento L_o pode ser tratada como um objeto em uma dimensão. Neste caso, a variação do comprimento DL depende do comprimento inicial L_o, da variação da temperatura (DT) e das características do material do qual a barra é feita da seguinte forma:

DL = L_o l DT

onde l é conhecido como coeficiente de dilatação linear do material.

Esta equação pode ser aplicada também para dilatação superficial:

DS = S_o s DT

E volumétrica:

DV = V_o r DT

onde s e r são os coeficientes de dilatação superficial e volumétrica respectivamente.

Dilatação linear de um líquido

O coeficiente de dilatação térmica do líquido pode ser definido como a dilatação do líquido por unidade de volume, quando sua temperatura variar de 1ºC.

b = (DV/V)/DT