Утверждение "Твёрдые тела при нагревании сжимаются, а при охлаждении расширяются" неверно. На самом деле, твёрдые тела при нагревании обычно расширяются, а при охлаждении сжимаются. Это явление связано с тепловым расширением материалов.
Тепловое расширение — это увеличение объема тела или его линейных размеров при повышении температуры. Когда температура материала повышается, его молекулы начинают двигаться быстрее и занимать больше пространства. В результате, материал расширяется. Это свойство характерно для большинства твердых тел, хотя степень расширения может сильно варьироваться в зависимости от типа материала.
Сжатие при охлаждении — это обратный процесс: при понижении температуры кинетическая энергия молекул уменьшается, движение замедляется, и молекулы занимают меньше пространства, что приводит к уменьшению объема материала.
Есть некоторые исключения из этого правила. Например, вода в твердом состоянии (лед) ведет себя противоположным образом: при замерзании она расширяется, а не сжимается. Это связано с особенностями водородных связей в молекулах воды.
В инженерии и строительстве тепловое расширение и сжатие обязательно учитываются при проектировании конструкций, так как изменения размеров материалов под воздействием температуры могут приводить к деформациям и повреждениям. Например, в мостах, железнодорожных рельсах и других длинных металлических конструкциях предусмотрены специальные зазоры или компенсационные элементы для учета теплового расширения и предотвращения деформаций.