Hvordan påvirker afkøling stofmængden?

Generelt får afkøling mængden af ​​de fleste stoffer til at falde. Dette fænomen er kendt som termisk kontraktion. Det opstår på grund af faldet i den gennemsnitlige kinetiske energi af partikler, når temperaturen falder. Da partikler bevæger sig langsommere, optager de mindre plads, hvilket fører til en reduktion i volumen.

Der er dog nogle undtagelser fra denne regel. Især udviser vand en usædvanlig adfærd kendt som 'densitetsanomali' eller 'maksimal tæthedsanomali'. I tilfælde af vand når tætheden sin højeste værdi ved ca. 4°C (39,2°F). Under denne temperatur falder vandets tæthed, når det afkøles yderligere, hvilket får is dannet ved 0°C (32°F) til at flyde på flydende vand.

I de fleste andre stoffer er den termiske kontraktion en lineær sammenhæng. Sammentrækningshastigheden pr. enhedstemperaturændring er kendt som termisk udvidelseskoefficient (CTE). CTE varierer for forskellige stoffer og er en grundlæggende egenskab, der bruges til at forstå og designe systemer, der gennemgår temperaturændringer.