Na termodinâmica, a dilatação térmica é o aumento do volume de um corpo ocasionado pelo aumento de sua temperatura, ocorre o aumento do grau de agitação das sua moléculas que aumenta a distancia média de uma molécula para outra. A dilatação térmica ocorre de uma forma mais significativa nos gases, de uma forma intermediária no líquidos e de uma forma menos explicita nos sólidos.

Existem 3 tipos de dilatação térmica: a linear e do vazio, superficial e a volumétrica. A linear considera-se uma das dimensões do sólido, o comprimento. Uma barra aumenta linearmente. Por exemplo os trilhos dos trens, eles dilatam-se linearmente, e por isso existem espaçamentos entre um e outro, para não envergarem. Ela não é visível dependendo do material e da temperatura. Calcula-se através da fórmula :

∆L = Lo . α . ∆T Onde:
∆L: variação do comprimento do corpo que sofreu a dilatação linear.
Lo: comprimento inicial da superfície do corpo.
α: coeficiente de dilatação linear do material que constitui o corpo.
∆T: variação de temperatura sofrida pelo corpo.

Do vazio: "Para avaliar o comportamento de uma chapa metálica com um furo circular no centro, podemos avaliar o sistema separadamente, pensando que os objetos são formados por moléculas, e que ao aquecerem essas moléculas se agitam, aumentando a distância de uma para as outras. Logo as moléculas da borda do furo devem obedecer a este princípio, como a única maneira disso ocorrer é no sentido da placa, o perímetro do círculo acaba aumentando. Basicamente é conveniente saber que o espaço vazio sofre expansão da mesma forma que sofreria se estivesse preenchido"

A superficial só leva em consideração duas dimensões: o comprimento e a largura, ou seja, a superfície. Ou seja, é aquela em que predomina a variação em duas dimensões, isto é, a variação da área. Ela pode ser calculada através da fórmula:
∆S = β . So . ∆T Onde:
∆S: variação da área superficial do corpo que sofreu a dilatação linear.
So: área inicial da superfície do corpo.
β: coeficiente de dilatação superficial do material que constitui o corpo. É importante destacar que β = 2 x α.
∆T: variação de temperatura sofrida pelo corpo.

∆V = γ . Vo . ∆T Onde:
∆V: variação do volume do corpo que sofreu a dilatação linear.
Vo: volume inicial da superfície do corpo.
γ: coeficiente de dilatação volumétrico do material que constitui o corpo. É importante salientar que γ = 3 x α.
∆T: variação de temperatura sofrida pelo corpo.