¿Por qué las sustancias se expanden debido a la aplicación de calor?

Las sustancias están formadas por partículas mucho más pequeñas, llamadas átomos y moléculas, unidas por enlaces o contenidas en celosías en el caso de sólidos (especialmente metales). Una forma de visualizar estos enlaces es pensar en ellos como resortes elásticos que conectan pequeñas esferas metálicas (las esferas metálicas son los átomos) juntas en un patrón de cuadrícula que se extiende en tres dimensiones. Estas esferas pueden vibrar en cualquier dirección, pero vuelven rápidamente a sus posiciones originales debido al tirón de los resortes. pero la aplicación de calor le da a las esferas más energía haciéndolas vibrar más vigorosamente. Esto provoca extensiones en la longitud total de los resortes. Todo esto está sucediendo a escala microscópica, pero producen el notable efecto de expansión que podemos ver. Si el calor aplicado es lo suficientemente alto, las esferas pueden vibrar violentamente, causando que los resortes se extiendan / distorsionen demasiado. Este es el punto donde un sólido se convierte en líquido. Si los resortes se rompen finalmente, el líquido se convierte en gas.