Shumica e objekteve të ngurta përjetojnë një zgjerim linear kur ndryshon temperatura. Zgjerimi linear është kur gjatësia e objektit rritet ose gjatësia e objektit zvogëlohet. Zakonisht, gjatësia e objektit rritet kur temperatura rritet, ndërsa gjatësia e objektit zvogëlohet kur temperatura bie. Mund të mendoni se zgjerimi linear mund të ndodhë vetëm në objekte të tilla si telat e hollë. Për shembull, shikoni një makinë që është parkuar në anë të rrugës, kështu që është e ekspozuar ndaj diellit. Kur makina nxehet shumë, pllaka e hekurit mund të bëhet më e trashë, ose gjatësia anësore mund të rritet. Çatitë e shtëpive të bëra prej zinku gjithashtu mund të përjetojnë zgjerim. Në këtë rast, kur zinku nxehet shumë, skajet e zinkut rriten në gjerësi dhe zinku mund të bëhet edhe më i trashë. E njëjta gjë ndodhi me shinat hekurudhore dhe hekurin ose çelikun në urë.
Shumica e objekteve të ngurta zgjerohen ose tkurren kur temperatura e objektit ndryshon, kështu që duhet të dimë se si ndryshimet e temperaturës ndikojnë në zgjerimin e objekteve të ngurta. Për shembull, një boshllëk në shinat hekurudhore. Shinat hekurudhore janë bërë prej çeliku. Inxhinierët kishin llogaritur gjerësinë e boshllëkut midis secilës shinë. Në një ditë të nxehtë, shina do të zgjerohet disa centimetra. Kur kalon një tren, temperatura e shinës rritet gjithashtu në mënyrë që shina të zgjatet për sa centimetra. Në netët e ftohta, shinat tkurren në sa centimetra.
Bazuar në rezultatet e analizës, inxhinierët vlerësojnë distancën midis boshllëqeve të shinave, në mënyrë që kur temperatura e shinave rritet, shinat të mos prekin njëra-tjetrën dhe të përkulen.
Për të na ndihmuar të nxjerrim një formulë që përcakton marrëdhënien midis ndryshimeve të temperaturës dhe madhësisë së zgjerimit gjatësor, shqyrtojmë një objekt të ngurtë që po zgjerohet, siç tregohet në figurën më poshtë.
To = temperatura fillestare, T = temperatura përfundimtare, Lo = gjatësia fillestare, ΔL = ndryshimi në gjatësi, L = gjatësia pas zgjerimit, ΔT = ndryshimi në temperaturë.
Kur temperatura e objektit = T₂o ( objekti është ende i ftohtë), gjatësia e objektit = L₂o . Kur temperatura e objektit = T₂o (temperatura e objektit rritet), gjatësia e objektit = L.
Bazuar në rezultatet e vëzhgimeve dhe eksperimenteve, ndryshimet në gjatësinë e objektit janë proporcionale me ndryshimet në temperaturë. Nëse temperatura rritet, gjatësia e objektit rritet. Anasjelltas, kur temperatura ulet, gjatësia e objektit zvogëlohet. Ndryshimi në gjatësinë e një objekti është gjithashtu proporcional me gjatësinë e objektit origjinal (Lo). Nëse ndryshimet e temperaturës janë të njëjta, objektet që janë 10 metra të gjata, për shembull, do të dyfishohen në gjatësi krahasuar me objektet që janë vetëm 5 metra të gjata. Pra, sa më i gjatë të jetë objekti, aq më i madh është zgjerimi i objektit.
Ndryshimet në gjatësinë e objektit (L) janë proporcionale me ndryshimet në temperaturë (ΔT): ΔL α ΔT
Ndryshimet në gjatësinë e një objekti (ΔL) janë proporcionale me gjatësinë e objektit origjinal (Lo ) : ΔL α L o
Ndryshimet në gjatësinë e secilit objekt ndryshojnë. Edhe pse ndryshimet e temperaturës janë të njëjta, zgjerimi që përjeton hekuri nuk është i njëjtë me atë të qelqit. Po kështu edhe me objektet e tjera. Pra, zgjerimi linear varet nga koeficienti i zgjerimit linear të secilit objekt. Sa më i madh të jetë koeficienti i zgjerimit linear, aq më e madhe është rritja e gjatësisë. Sa më i vogël të jetë koeficienti i zgjerimit linear, aq më e vogël është rritja e gjatësisë. Mund të thuhet se ndryshimi në gjatësinë e një objekti është proporcional me koeficientin e zgjerimit linear.
ΔL ∝ α
Tre krahasimet e mësipërme shprehen në një ekuacion:
Përshkrimi: ΔL = Ndryshimi në gjatësi, α = Koeficienti i zgjerimit linear (njësitë α = K -1 ose (C o ) -1 , L o = Gjatësia fillestare, ΔT (T 1 – T o ) ΔT = Ndryshimet në temperaturë (temperatura përfundimtare – temperatura fillestare)
Gjatësia totale e një objekti pas zgjerimit ose tkurrjes mund të merret duke mbledhur gjatësinë fillestare të objektit (Lo ) dhe ndryshimin në gjatësinë e objektit (ΔL).
Përshkrimi: ΔL = gjatësia e objektit pas zgjerimit ose tkurrjes, Lo = Gjatësia fillestare e objektit, ΔL = L – Lo = Ndryshimi në gjatësi, α = Koeficienti i zgjerimit linear (njësitë e α = K-1 ose (Co)-1, ΔT = T – To = Ndryshimi i temperaturës, To = Temperatura fillestare, T = temperatura përfundimtare.
Nëse ndryshimi i temperaturës (TTo ) është negativ, atëherë ndryshimi në gjatësi (LLo ) është gjithashtu negativ.
Në këtë rast, gjatësia e objektit zvogëlohet. Anasjelltas, nëse ndryshimi i temperaturës (TTo ) është pozitiv, atëherë ndryshimi në gjatësi (LLo ) është gjithashtu pozitiv. Në këtë rast, objektet rriten në gjatësi.
Më poshtë është vlera e koeficientit të zgjerimit linear të objekteve të ngurta, në një temperaturë prej 20 °C. Forma e substancave të lëngshme dhe të gazta ndryshon në mënyrë që këto dy lloje substancash të mos përjetojnë zgjerim linear. Koeficienti i zgjerimit linear të një objekti të ngurtë varet gjithashtu nga temperatura. Në temperatura të ndryshme, koeficienti i zgjerimit linear të objekteve të ngurta gjithashtu ndryshon. Nëse ndryshimi i temperaturës nuk është shumë i rëndësishëm, ndryshimi në koeficientin e zgjerimit linear nuk është shumë i rëndësishëm në mënyrë që të mund të injorohet.
