Enamik tahkeid objekte kogeb temperatuuri muutudes lineaarset paisumist. Lineaarne paisumine on objekti pikkuse suurenemine või vähenemine. Tavaliselt objekti pikkus suureneb temperatuuri tõustes, samas kui objekti pikkus väheneb temperatuuri langedes. Võite arvata, et lineaarne paisumine saab toimuda ainult selliste objektide nagu õhukesed traadid puhul. Näiteks vaadake autot, mis on pargitud tee äärde, nii et see on päikese käes. Kui auto üle kuumeneb, võib raudplaat paksemaks muutuda või külje pikkus suureneda. Tsingist majade katused võivad samuti paisuda. Sellisel juhul, kui tsink üle kuumeneb, laienevad tsingi servad ja tsink võib isegi paksemaks muutuda. Sama juhtus raudteerööbaste ja sillal oleva raua või terasega.
Enamik tahkeid objekte paisub või kahaneb, kui objekti temperatuur muutub, seega peame teadma, kuidas temperatuurimuutused mõjutavad tahkete objektide paisumist. Näiteks raudteerööbaste vahe. Raudteerööpad on valmistatud terasest. Insenerid olid arvutanud iga rööpa vahelise vahe laiuse. Kuumal päeval paisub rööbas paar sentimeetrit. Kui rong möödub, tõuseb ka rööpa temperatuur, nii et mitu sentimeetrit rööbas pikeneb? Külmadel öödel rööpad mitu sentimeetrit kahanevad?
Analüüsi tulemuste põhjal hindavad insenerid rööbaste vahede vahelist kaugust, nii et rööbaste temperatuuri tõustes rööpad ei puutuks kokku ega painduks.
Temperatuurimuutuste ja pikkuspaisumise suuruse vahelise seose kirjeldava valemi tuletamiseks vaatleme paisuvat tahket eset, nagu on näidatud alloleval joonisel.
To = algtemperatuur, T = lõpptemperatuur, Lo = algpikkus, ΔL = pikkuse muutus, L = pikkus pärast paisumist, ΔT = temperatuuri muutus.
Kui objekti temperatuur = To (objekt on ikka külm), objekti pikkus = LoKui objekti temperatuur on = T (objekti temperatuur tõuseb), siis objekti pikkus on = L.
Vaatluste ja katsete tulemuste põhjal on objekti pikkuse muutused proportsionaalsed temperatuuri muutustega. Kui temperatuur tõuseb, suureneb objekti pikkus. Vastupidiselt, kui temperatuur langeb, väheneb objekti pikkus. Objekti pikkuse muutus on samuti proportsionaalne algse objekti pikkusega (Lo). Kui temperatuuri muutused on samad, siis näiteks 10 meetri pikkuste objektide pikkus kahekordistub võrreldes ainult 5 meetri pikkuste objektidega. Seega, mida pikem on objekt, seda suurem on selle paisumine.
Objekti pikkuse (L) muutused on proportsionaalsed temperatuuri muutustega (ΔT): ΔL α ΔT
Objekti pikkuse muutused (ΔL) on proportsionaalsed algse objekti pikkusega (Lo): ΔL αLo
Iga objekti pikkuse muutused on erinevad. Kuigi temperatuurimuutused on samad, ei ole raua ja klaasi paisumine sama. Samamoodi on ka teiste objektide puhul. Seega sõltub lineaarpaisumine iga objekti lineaarpaisumistegurist. Mida suurem on lineaarpaisumisteguri väärtus, seda suurem on pikkuse suurenemine. Mida väiksem on lineaarpaisumisteguri väärtus, seda väiksem on pikkuse suurenemine. Võib öelda, et objekti pikkuse muutus on võrdeline lineaarpaisumisteguri väärtusega.
∆L ∝ α
Ülaltoodud kolm võrdlust on väljendatud võrrandis:
Kirjeldus: ΔL = pikkuse muutus, α = lineaarse laienemise koefitsient (ühikud α = K-1 või (Co)-1, Lo = Algpikkus, ΔT (T1 - To) ΔT = Temperatuuri muutused (lõpptemperatuur – algtemperatuur)
Objekti kogupikkus pärast paisumist või kahanemist saadakse objekti algpikkuse (Lo) ja objekti pikkuse muutus (ΔL).
Kirjeldus: ΔL = objekti pikkus pärast paisumist või kahanemist, Lo = Objekti algpikkus, ΔL = L – Lo = pikkuse muutus, α = lineaarse paisumise koefitsient (α ühikud = K-1 või (Co)-1, ΔT = T – To = Temperatuuri muutus, To = algtemperatuur, T = lõpptemperatuur.
Kui temperatuur muutub (TTo) on negatiivne, siis pikkuse muutus (LLo) on samuti negatiivne.
Sel juhul objekti pikkus väheneb. Vastupidi, kui temperatuur muutub (TTo) on positiivne, siis pikkuse muutus (LLo) on samuti positiivne. Sel juhul objektide pikkus suureneb.
Järgnevalt on toodud tahkete kehade lineaarpaisumisteguri väärtus temperatuuril 20 °C. Vedelate ja gaasiliste ainete kuju muutub nii, et need kaks ainetüüpi ei saa lineaarpaisumist kogeda. Tahke keha lineaarpaisumisteguri väärtus sõltub ka temperatuurist. Erinevatel temperatuuridel varieerub ka tahkete kehade lineaarpaisumisteguri väärtus. Kui temperatuuride erinevus ei ole liiga suur, siis ei ole ka lineaarpaisumisteguri erinevus liiga suur, nii et seda võib ignoreerida.
