Daudzi materiāli, īpaši metāli, karsējot fiziski izplešas, jo palielinās atomu kinētiskā enerģija. Šī izplešanās virzās uz āru visās trīs dimensijās, lai gan ne vienmēr tādā pašā mērā. Lineārās izplešanās koeficients ir vērtība, kas korelē objekta garuma starpību ar objekta temperatūras starpību, kad tika veikti divi garuma mērījumi. Lielāka vērtība nozīmē, ka materiāls izplešas vairāk noteiktā temperatūras paaugstināšanās laikā nekā materiāls ar zemāku koeficientu.
Stingri sakot, lineārās izplešanās koeficients ir arī temperatūras funkcija, bet lielākajai daļai materiālu to var uzskatīt par konstanti diapazonā no 32 ° līdz 212 ° F (0 ° līdz 100 ° C). Šķidrumi arī izplešas, un tilpuma izmaiņu aprēķinos tiek izmantots trīsdimensiju ekvivalents, kuboidālās izplešanās koeficients noteiktā temperatūrā. Gāzes izplešas, piepildot jebkuru konteineru, kurā tās tiek ievietotas. Tā kā to tilpums ir fiksēts, gāzu spiediens palielinās, temperatūrai paaugstinoties.
Šo vērtību tabulas ir pieejamas inženierzinātņu rokasgrāmatās. Vērtības ir norādītas vienībās 10,000 10a’ vai 6-10 m/m K vai 6-XNUMXin/in °F. Standarta amerikāņu mērīšanas sistēmā tiek izmantots simbols a’. Piemēra novērtēšana palīdzēs padarīt šīs vienības skaidras.
Šo vērtību izsaka garuma vienībās. Misiņa stieples lineārās izplešanās koeficients ir norādīts 18.7 x 10-6 m/m K un 10.4 x 10-6 collas °F. Aprēķins par 10 pēdu (3.048 m) garas misiņa stieples garuma izplešanos pie 70 °F (21.1 °C) un tiek uzkarsēts līdz 80 °C:
10 pēdas ir 120 collas. Misiņa stieple palielināsies par 10.4 x 10-6 collām uz vienu collu sākotnējā garuma uz vienu Fārenheita temperatūras pieauguma pakāpi. 120 + (10.4 x 10-6) x 120 x 10 = 120.0125 collas.
Metriskajās vienībās aprēķins ir 3.048 m + (18.7 x 10–6) x 3.048 x 10 × 5/9 = 3.048316 m, kas ir 120.0124 collas. 5/9 vienādojumā pārvērš Fārenheita grādu par Celsija grādu.
Šī garuma atšķirība var šķist niecīga, taču, izstrādājot elementus, piemēram, strāvas kabeļus, kas ir simtiem jūdžu vai kilometru gari un kuru temperatūras atšķirības būs par 150° vai vairāk, tomēr jāņem vērā termiskā izplešanās. Detaļas ar ļoti stingrām pielaidēm, piemēram, optiskajās ierīcēs, arī ir jāaizsargā no temperatūras svārstībām vai jāpielāgo no dažādiem materiāliem izgatavotu detaļu nevienmērīgai izplešanās.