Termodynamiikassa luodaan malleja, jotka ennustavat tilanmuuttujien muutoksia. Tilanmuuttujien taustalla ovat hiukkasten liike ja vuorovaikutukset. Tarkasteltaessa yksittäisten hiukkasten ominaisuuksia puhutaan mikrotasosta. Vaikka termodynamiikka pyrkii makrotason malleihin, ilmiöiden ymmärtämisen kannalta on tärkeää selvittää, mikä mikrotason ilmiö on niiden taustalla. Aistein havaittavat makrotason ilmiöt pyritään selittämään mikrotason tapahtumien avulla.

Makro- ja mikrotasossa on kyse näkökulmaerosta. Puhallettaessa ilmapalloa sen tilavuus kasvaa. Laajenevaa ilmapalloa voidaan tarkastella sekä makro- että mikrotasolla, kuten videolla tehdään.

​
Animaatio on muokattu lähteestä The Concord Consortium (http://concord.org).

Myös lämpölaajenemista voidaan tarkastella makro- ja mikrotasolla. Makrotasolla aineet laajenevat tasaisesti niiden lämpötilan noustessa. Mikrotasolla lämpölaajeneminen selitetään lisääntyvän lämpöliikkeen kautta. Kiinteän aineen rakenneosaset värähtelevät jatkuvasti paikallaan. Lämpötilan noustessa värähtely voimistuu, ja hiukkaset vievät siten hieman aiempaa enemmän tilaa ja laajentavat kappaletta.

Tasaisen lämpölaajenemisen malli on yksinkertaistus. Todellisuudessa useimpien aineiden lämpölaajenemiskerroin riippuu lämpötilasta, eli laajeneminen ei välttämättä pysy samanlaisena lämpötilan noustessa. Ilmiö perustuu aineen rakenneosasten ominaisuuksiin ja niiden välisiin sidoksiin. Animaatiossa kiinteä kappale lämpenee, jolloin sen rakenneosasten lämpöliike voimistuu. Voimistunut värähtely vaatii hieman aiempaa enemmän tilaa.

​
Animaatio on muokattu lähteestä The Concord Consortium (http://concord.org)

Avaa sovelluksena (engl.)