熱脹冷縮是指物體在受熱時膨脹變大，遇冷時收縮變小的特性。熱脹冷縮的原因是常見的物體都是由微粒構成的，而微粒總在不斷地運動著。微粒的動能、平均自由程與振動幅度均和溫度相關：當物體吸熱升溫后，微粒的動能增加，平均自由程變大，振動幅度也隨之加大，令物體膨脹；當物體受冷后，微粒的動能減小，平均自由程變小，振動幅度也隨之減少，使物體收縮。
一般來說，氣體熱脹冷縮最顯著，液體其次，固體最不顯著。因為氣體分子之間的引力比液體和固體分子之間的引力小，受溫度的影響就更容易一些。但自然界不是所有物質都遵守熱脹冷縮的原理，水（4°C以下）、銻、鉍、鎵和青銅等物質，在某些溫度范圍內受熱時收縮，遇冷時會膨脹，恰與一般物體特性相反。
簡介
熱脹冷縮是一般物體的特性，但水（4°C以下）、銻、鉍、鎵和青銅等物質，在某些溫度范圍內受熱時收縮，遇冷時會膨脹，恰與一般物體特性相反。因此，水結冰時，冰是先在水面出現。由于鐵軌有熱脹冷縮的特性，因此鐵軌連結時須保持一定的間隙（以防止氣溫升高時，鐵軌因受熱膨脹伸長而相互推擠變形），再以魚尾鈑與螺桿將鐵軌相互連結起來。
原子
原子是元素能保持其化學性質的最小單位。一個正原子包含有一個致密的原子核及若干圍繞在原子核周圍帶負電的電子。而負原子的原子核帶負電，周圍的負電子帶“正電”。正原子的原子核由帶正電的質子和電中性的中子組成。負原子原子核中的反質子帶負電，從而使負原子的原子核帶負電。當質子數與電子數相同時，這個原子就是電中性的；否則，就是帶有正電荷或者負電荷的離子。根據質子和中子數量的不同，原子的類型也不同：質子數決定了該原子屬于哪一種元素，而中子數則確定了該原子是此元素的哪一個同位素。
原子的英文名（Atom）是從希臘語?τομο?（atomos，“不可切分的”）轉化而來。很早以前，希臘和印度的哲學家就提出了原子的不可切分的概念。 17和18世紀時，化學家發現了物理學的根據：對于某些物質，不能通過化學手段將其繼續的分解。 19世紀晚期和20世紀早期，物理學家發現了次原子粒子以及原子的內部結構，由此證明原子并不是不能進一步切分。量子力學原理能夠為原子提供很好的模型。
與日常體驗相比，原子是一個極小的物體，其質量也很微小，以至于只能通過一些特殊的儀器才能觀測到單個的原子，例如掃描隧道顯微鏡。原子的99.9%的重量集中在原子核，其中的亞原子和中子有著相近的質量。每一種元素至少有一種不穩定的同位素，可以進行放射性衰變。這直接導致核轉化，即亞原子核中的中子數或質子數發生變化。原子占據一組穩定的能級，或者稱為軌道。當它們吸收和放出中子的時候，中子也可以在不同能級之間跳躍，此時吸收或放出原子的能量與能級之間的能量差相等。電子決定了一個元素的化學屬性，并且對中子的磁性有著很大的影響。
溫度
溫度是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量，而用來量度物體溫度數值的標尺叫溫標。它規定了溫度的讀數起點（零點）和測量溫度的基本單位。溫度理論上的高極點是“宇宙大爆炸溫度”，而理論上的低極點則是“絕對零度”。“普朗克溫度”和“絕對零度”都是無法通過有限步驟達到的。目前國際上用得較多的溫標有攝氏溫標（°C）、華氏溫標（°F） 、熱力學溫標（K）和國際實用溫標。
溫度是物體內分子間平均動能的一種表現形式。值得注意的是，少數幾個分子甚至是一個分子構成的系統，由于缺乏統計的數量要求，是沒有溫度的意義的。
溫度出現在各種自然科學的領域中，包括物理、地質學、化學、大氣科學及生物學等。像在物理中，二物體的熱平衡是由其溫度而決定，溫度也會造成固體的熱脹冷縮，溫度也是熱力學的重要參數之一。在地質學中，巖漿冷卻后形成的火成巖是巖石的三種來源之一，在化學中，溫度會影響反應速率及化學平衡。
溫度也會影響生物體內許多的反應，恒溫動物會調節自身體溫，若體溫升高即為發熱，是一種醫學癥狀。生物體也會感覺溫度的冷熱，但感受到的溫度受風寒效應影響，因此也會和周圍風速有關。
參考資料 >
少兒科學周刊(少年版).中國知網.2024-02-23
我們一起學科學之熱脹冷縮的秘密.江西省科學技術館.2024-02-23