الانكماش الحراري والتمدد الحراري هما ظاهرتان مرتبطتان بدرجة حرارة المواد الصلبة والسوائل. بينما يحدث التمدد الحراري عندما تتوسع المواد مع زيادة درجة حرارتها، فإن الانكماش الحراري يحدث عند انخفاض درجة الحرارة مما يؤدي إلى تقليل حجم المادة. هذه الظواهر ضرورية لفهم مجموعة واسعة من العمليات الطبيعية والصناعية.
في حالة التمدد الحراري، ترتفع الطاقة الحرارية للمادة بزيادة درجات الحرارة؛ وهذا ما يجعلها تهتز بشكل أكثر نشاطاً مما ينتج عنه توسع في الجزيئات والمجموعات الذرية داخل بنيتها البلورية. هذا التوسع يمكن قياسه عادياً باستخدام معدلات تمدد حراري تقديرية والتي قد تختلف بحسب نوع المادة ودرجة حرارتها الأصلية. مواد مثل الفولاذ والمعادن الأخرى لها نسب تمدد حراري أقل بالمقارنة بالمطاط والبلاستيك وغيرها من المركبات العضوية التي تتميز بتمدد حراري أعلى بكثير.
من جهة أخرى، تحدث عملية الانكماش الحراري نتيجة لتبريد المادة وتضاؤل طاقتها الحرارية. هنا، تتباطأ حركة الجسيمات وتزداد قوة القوى الكهروستاتيكية بين الذرات والجزيئات، مما يجبر البنية البلورية على التقليص. رغم أنه ليس كل الأشياء تنكمش بنفس الطريقة تحت نفس الظروف البيئية، إلا أن معظم المواد سوف تشهد انكماشا حراريا بطرق مميزة ومحددة حسب تركيبها الكيميائي وبنيتها الفيزيائية.
هذه الظاهرة مهمة جداً لأنها تعتبر أساسا للعديد من التطبيقات العملية بما فيها بناء المباني والمعدات الصناعية التي تحتاج إلى حساب مشاكل التغيير بالحجم المرتبط بالحرارة لحماية السلامة الهيكلية واستقرار النظام العام. بالإضافة لذلك، فهم الانكماش والتمدد الحراري يساعد أيضاً في تصميم نماذج دقيقة للحرارة والنقل الحراري ضمن النظم المعقدة المختلفة.
وباختصار، الفرق الرئيسي بين الانكماش والتمدد الحراري يكمن في اتجاه وحجم تغييرات الحجم الناجمة عن التغييرات في درجة الحرارة - فبينما يفسر أحدهما توسيع المواد عند ارتفاع درجة الحرارة، يشرح الآخر كيف تتقلص تلك المواد عند تبريدها.
