درک مفهوم تغییرات حجم مواد با افزایش یا کاهش دما شناخت مواد طبیعی و مصنوعی و کاربردهای آن‌ها تشخیص ویژگی‌های خاص مواد مانند استحکام، انعطاف‌پذیری و چگالی تمایز بین مواد خالص و ناخالص و عناصر و ترکیبات بررسی کاربردهای مواد هوشمند در زندگی روزمره شناسایی ساختار و ویژگی‌های اتم‌ها، از جمله تعداد پروتون، نوترون و الکترون فهم فرآیندها و ویژگی‌های فیزیکی مانند انبساط، تراکم‌پذیری، و تبدیل حالت‌ها آشنایی با نحوه تهیه و ویژگی‌های آلیاژها و شیشه ارزیابی ویژگی‌های مواد برای طراحی و استفاده در صنایع مختلف آشنایی با واکنش‌های شیمیایی و تغییرات در مواد هنگام ترکیب و ذوب