Por que a maioria dos corpos se expande quando a temperatura aumenta?

Resposta

Porque o aquecimento aumenta a energia cinética das partículas e, devido ao potencial interatômico anharmônico, a posição média de equilíbrio desloca‑se, ampliando as distâncias intermoleculares.

Explicação:
O aumento da temperatura eleva a energia cinética média das partículas, fazendo-as vibrar com maior amplitude.
Como o potencial interatômico não é perfeitamente simétrico, maior amplitude desloca a posição média de equilíbrio para distâncias maiores, resultando em expansão macroscópica.
Em sólidos usa‑se a expansão linear \( \Delta L=\alpha L_{0}\Delta T\). Em gases, a relação \(pV=nRT\) mostra que, à pressão constante, o volume cresce com a temperatura.

Exemplo:
Considere uma barra de aço com \(L_{0}=2{,}0\ \text{m}\) e \(\alpha=1{,}2\times10^{-5}\ ^\circ\text{C}^{-1}\). Se aquecer \( \Delta T=40^\circ\text{C}\):
\( \Delta L=\alpha L_{0}\Delta T=(1{,}2\times10^{-5})(2{,}0)(40)=9{,}6\times10^{-4}\ \text{m}=0{,}96\ \text{mm}.\)