ومع ذلك، إذا أصبحت المادة أكثر سخونة أو برودة، فقد تتمدد أو تنكمش، مما يغير حجمها و/أو شكلها. تُعرف هذه الظاهرة بالتمدد الحراري. معامل التمدد الحراري هو شيء يُشار إليه غالبًا عندما نتحدث عن التمدد الحراري. هذا رقم فريد يخبرنا بمدى تمدد المادة (يعني زيادة في الحجم) أو انكماشها (يعني انخفاض في الحجم) عند تغير درجة الحرارة. تشير المعاملات الأكبر إلى أن المادة تتضخم أكثر من ذلك مع معاملات صغيرة. هذا مفهوم أساسي في الممارسة العملية - خاصة عندما تتعامل مع مواد متعددة.
بعض المواد، وخاصة تلك التي تظهر معامل تمدد حراري مرتفع، معرضة للتغير في الشكل مع تغير درجة الحرارة. وهذا يعني أن هذه المواد، عندما تسخن بالمسامير، يمكن أن تلتوي في مقطع دائري، أو تتمدد في النهاية لتخرج عن شكلها، مثل البوليمرات الذاكرية. إذا اعتمدنا على هذه المواد لتظل على هذا الشكل، فهذه مشكلة كبيرة. لنفترض أن لدينا جسرًا مبنيًا من مادة لها معامل تمدد حراري مرتفع. مع ارتفاع درجة الحرارة وارتفاع درجة حرارة الجسر، فسوف يكون عرضة للانحناء / التحول مع درجة الحرارة. الآن، إذا كان جسرًا جانبيًا، فإن هؤلاء الرجال قد زادوا المسافة حول الرحلة كثيرًا لدرجة أنها تعرض أي شخص يقود على هذا الجسر للخطر. أي جسر لا يسير بشكل مستقيم لا يستحق القيادة عليه.
مع ارتفاع درجة الحرارة، تميل المواد إلى التمدد بشكل أكبر. وهذا هو الحال مع جميع المواد، ولكن بشكل أكبر مع المواد ذات معاملات التمدد الحراري العالية. الآن، ضع في اعتبارك هذا: عندما نقوم بتسخين مادة ذات معامل تمدد حراري مرتفع، فإنها ستتمدد أكثر بكثير مما يحدث عندما نقوم بتسخين مادة ذات معامل تمدد حراري منخفض. هذا الأمر يحتل مكانة عالية بشكل خاص في القائمة عندما نختار مواد لتطبيقات مختلفة. إذا أردنا مادة لا تتشوه كثيرًا عند درجات الحرارة العالية، فيجب أن نختار مادة ذات معامل تمدد حراري منخفض. بهذه الطريقة، يمكنك التأكد من أن القماش الذي تختاره قوي وسيحافظ على بنيته.
لذا، إذا قمنا بتسخين مادة ما، فإن أجزائها الأساسية ـ الجزيئات ـ تصبح أكثر ديناميكية مقارنة بالتبريد. ويمكن لهذه الحركة الإضافية أن تعطل القوى بين الجزيئات وتضر بالقوة الكلية للمادة. وينطبق هذا بشكل خاص على المواد ذات معاملات التمدد الحراري الكبيرة. فعندما تسخن هذه المواد، تبدأ الروابط التي تربط الجزيئات ببعضها البعض في الانهيار بسهولة أكبر، وهو ما يضعف المادة كثيراً. وهذا يشكل مصدر قلق بالغ عندما نريد أن تكون مادتنا صلبة ومتينة لغرض ما.
باختصار، في درجات الحرارة الشديدة أو البرودة الشديدة، لا تكون الأشياء القابلة للتمدد حراريًا جيدة جدًا. على سبيل المثال: إذا كان لدينا مادة ذات معامل مرتفع في بيئة شديدة البرودة، فسوف تنكمش كثيرًا. ومع ذلك، إذا وضعنا نفس المادة في درجة حرارة عالية للغاية، فإنها تتمدد بشكل كبير. لذا فإن هذا يعني أن المادة يمكن أن تزعزع استقرارها وتتشوه بطرق لم نتوقعها. يعد اختيار المادة الصحيحة للمهمة المطروحة أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة لدرجات الحرارة الخارجية التي قد نعمل فيها. لمعرفة كيف ستتفاعل هذه المادة بشكل مختلف مع هذه الظروف، يجب أن نكون متعمدين بشأن كيفية تجميعها.
من الصعب تصميم منتجات بمواد ذات معامل تمدد حراري أعلى. يجب أن نضمن أن المادة ستحافظ على شكلها ولن تتشوه عند درجات الحرارة العالية أو المنخفضة. وعلينا التأكد من أن المادة قوية بما يكفي لما نريد القيام به بها. يمكن تحقيق ذلك باستخدام كمية أكبر من المادة المذكورة مقارنة بما إذا كنا نتعامل مع مادة ذات معامل تمدد حراري منخفض للمادة. ستؤدي الزيادة في المادة المستخدمة بشكل طبيعي إلى منتج نهائي أثقل وبالتالي أكثر تكلفة. هناك جانب آخر قد يعقد الأمور وهو استخدام أنواع خاصة من معايير التصنيع لتشكيل المادة بشكل صحيح. هذا للمساعدة في ضمان عدم تشوهها أو كسرها بسبب الحرارة.