En mi visión, parece bastante lógico que todos los materiales se expandan cuando aumenta la temperatura. Porque las partículas obtienen más energía y viajan mayores distancias al moverse. Pero al parecer hay algunos materiales que tienden a encogerse a medida que aumenta la temperatura. ¿Por qué? ¿Cuáles?
El agua tiene un rango muy estrecho de temperaturas en las que se expande cuando se enfría en lugar de contraerse (IIRC +2 a 0 Celsius). Esto ocurre debido a la forma en que las moléculas altamente polares se "alinean" entre sí cerca del punto de congelación.
Para un ejemplo más interesante, considere varios compuestos de caucho que se encogen a medida que se calientan. En este caso, se debe a moléculas entrecruzadas que, paradójicamente, se "relajan" a una configuración más pequeña a medida que se calientan. No estoy familiarizado con un buen conjunto de diagramas en línea para esto; si encuentro uno lo publico.
Me imagino que ocurren muchos coeficientes de expansión negativos en las transiciones de fase. Probablemente, el aumento de temperatura hace que el material supere una energía de activación y se produzca un cambio en la estructura de la red. En estos casos uno no esperaría que estos procesos fueran reversibles.
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