Karamihan sa mga solidong bagay ay nakakaranas ng linear expansion kapag nagbabago ang temperatura. Ang linear expansion ay ang pagtaas ng haba ng bagay o pagbaba ng haba nito. Kadalasan, tumataas ang haba nito kapag tumataas ang temperatura, samantalang bumababa naman ito kapag bumababa ang temperatura. Maaari mong isipin na ang linear expansion ay maaari lamang mangyari sa mga bagay tulad ng manipis na alambre. Halimbawa, tingnan ang isang kotse na nakaparada sa gilid ng kalsada, kaya nabibilad ito sa araw. Kapag nag-overheat ang kotse, maaaring lumapot ang iron plate, o maaaring tumaas ang haba ng gilid. Ang mga bubong ng mga bahay na gawa sa zinc ay maaari ring makaranas ng expansion. Sa kasong ito, kapag nag-overheat ang zinc, lumalaki ang lapad ng mga gilid ng zinc at maaaring lumapot pa ang zinc. Ganito rin ang nangyari sa mga riles ng tren at sa bakal o bakal sa tulay.
Karamihan sa mga solidong bagay ay lumalawak o lumiliit kapag nagbabago ang temperatura ng bagay, kaya kailangan nating malaman kung paano nakakaapekto ang mga pagbabago sa temperatura sa paglawak ng mga solidong bagay. Halimbawa, isang puwang sa mga riles ng tren. Ang mga riles ng tren ay gawa sa bakal. Kinakalkula ng mga inhinyero ang lapad ng puwang sa pagitan ng bawat riles. Sa isang mainit na araw, ang riles ay lalawak ng ilang sentimetro. Kapag dumaan ang isang tren, tumataas din ang temperatura ng riles kaya't ang riles ay umaabot nang ilang sentimetro. Sa malamig na gabi, ang mga riles ay lumiliit nang ilang sentimetro.
Batay sa mga resulta ng pagsusuri, tinatantya ng mga inhinyero ang distansya sa pagitan ng mga puwang ng riles, upang kapag tumaas ang temperatura ng riles, hindi magdidikit ang mga riles at hindi maging baluktot.
Upang matulungan tayong bumuo ng pormula na nagsasaad ng ugnayan sa pagitan ng mga pagbabago sa temperatura at ng magnitude ng paglawak ng haba, suriin ang isang solidong bagay na nakakaranas ng paglawak, gaya ng ipinapakita sa pigura sa ibaba.
To = panimulang temperatura, T = pangwakas na temperatura, Lo = panimulang haba, ΔL = pagbabago sa haba, L = haba pagkatapos ng paglawak, ΔT = pagbabago sa temperatura.
Kapag ang temperatura ng bagay = T o (malamig pa rin ang bagay), ang haba ng bagay = L o . Kapag ang temperatura ng bagay = T (tumataas ang temperatura ng bagay), ang haba ng bagay = L.
Batay sa mga resulta ng mga obserbasyon at eksperimento, ang mga pagbabago sa haba ng bagay ay proporsyonal sa mga pagbabago sa temperatura. Kung tataas ang temperatura, tataas din ang haba ng bagay. Sa kabaligtaran, kapag bumababa ang temperatura, bababa rin ang haba ng bagay. Ang pagbabago sa haba ng isang bagay ay proporsyonal din sa haba ng orihinal na bagay (Lo). Kung pareho ang mga pagbabago sa temperatura, halimbawa, ang mga bagay na 10 metro ang haba ay dodoble ang haba kumpara sa mga bagay na 5 metro lamang ang haba. Kaya, mas mahaba ang bagay, mas malaki ang paglawak nito.
Ang mga pagbabago sa haba ng bagay (L) ay proporsyonal sa mga pagbabago sa temperatura (ΔT): ΔL α ΔT
Ang mga pagbabago sa haba ng isang bagay (ΔL) ay proporsyonal sa haba ng orihinal na bagay (L₂o ) : ΔL₂α₂L₂o
Nag-iiba-iba ang mga pagbabago sa haba ng bawat bagay. Bagama't pareho ang mga pagbabago sa temperatura, ang paglawak na nararanasan ng bakal ay hindi katulad ng sa salamin. Gayundin sa ibang mga bagay. Kaya, ang linear na paglawak ay nakadepende sa koepisyent ng linear na paglawak ng bawat bagay. Kung mas malaki ang koepisyent ng linear na paglawak, mas malaki ang pagtaas ng haba. Kung mas maliit ang koepisyent ng linear na paglawak, mas maliit ang pagtaas ng haba. Masasabing ang pagbabago sa haba ng isang bagay ay proporsyonal sa koepisyent ng linear na paglawak.
∆L ∝α
Ang tatlong paghahambing sa itaas ay ipinapahayag sa isang ekwasyon:
Paglalarawan: ΔL = Ang pagbabago sa haba, α = Ang koepisyent ng linear expansion (mga yunit ng α = K -1 o (C o ) -1 , L o = Paunang haba, ΔT (T 1 – T o ) ΔT = Ang mga pagbabago sa temperatura (pangwakas na temperatura – paunang temperatura)
Ang kabuuang haba ng isang bagay pagkatapos makaranas ng paglawak o pag-urong ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagdaragdag ng panimulang haba ng bagay (L₂o ) at ng pagbabago sa haba nito (ΔL).
Paglalarawan: ΔL = haba ng bagay pagkatapos lumaki o lumiit, Lo = Ang panimulang haba ng bagay, ΔL = L – Lo = Ang pagbabago sa haba, α = Ang koepisyent ng linear expansion (mga yunit ng α = K-1 o (Co)-1, ΔT = T – To = Pagbabago ng temperatura, To = Ang panimulang temperatura, T = ang pangwakas na temperatura.
Kung negatibo ang pagbabago ng temperatura (TT₂o ) , negatibo rin ang pagbabago sa haba (LL₂o).
Sa kasong ito, ang haba ng bagay ay lumiliit. Sa kabaligtaran, kung ang pagbabago ng temperatura (TT₂o ) ay positibo, ang pagbabago sa haba (LL₂o ) ay positibo rin. Sa kasong ito, ang mga bagay ay lumalaki ang haba.
Ang sumusunod ay ang halaga ng koepisyent ng linear expansion ng mga solidong bagay, sa temperaturang 20 °C. Nagbabago ang hugis ng mga likido at gas na sangkap kaya hindi makakaranas ang dalawang uri ng sangkap na ito ng linear expansion. Ang koepisyent ng linear expansion ng isang solidong bagay ay nakadepende rin sa temperatura. Sa iba't ibang temperatura, nag-iiba rin ang koepisyent ng linear expansion ng mga solidong bagay. Kung ang pagkakaiba sa temperatura ay hindi masyadong makabuluhan, ang pagkakaiba sa koepisyent ng linear expansion ay hindi masyadong makabuluhan kaya maaari itong balewalain.
