La materia trasferirà energia termica in tre modi: conduzione, convezione e irraggiamento. Quando due oggetti di diverse temperature vengono messi insieme, gli oggetti cercheranno di raggiungere l’equilibrio termico. Cioè, il calore sarà trasferito dalla concentrazione più alta alla concentrazione più bassa, dal caldo al freddo. In altre parole, l’oggetto più caldo trasferirà calore all’oggetto più freddo finché entrambi gli oggetti non avranno la stessa temperatura. Una volta che gli oggetti raggiungono l’equilibrio, tenderanno a rimanere lì a meno che non ci sia una sorta di cambiamento esterno.
Le molecole in un oggetto con maggiore energia termica vibrano più velocemente di un oggetto con bassa energia termica. Le molecole in movimento possono quindi urtare altre molecole, facendole muovere mentre l’energia viene trasferita. La conduzione è ciò che accade quando gli oggetti trasferiscono energia termica dalle molecole che urtano l’una contro l’altra. Questo può essere visto quando un cucchiaio di metallo viene immerso nel tè caldo. Le molecole del tè vibrano contro le molecole nel cucchiaio, provocando l’accelerazione delle molecole e quindi il riscaldamento del cucchiaio.
Un altro modo per spostare l’energia termica è la convezione. La convezione ha a che fare con il trasferimento di calore attraverso il movimento dei fluidi. Esistono due tipi di convezione: convezione naturale e forzata. La convezione forzata utilizza oggetti come una pompa o un ventilatore per spostare fluidi e trasferire calore. Esempi di convezione forzata includono forni a convezione e sistemi di radiatori a calore fluido.
La convezione naturale si verifica quando un fluido ha due diverse temperature che causano densità diverse. Un esempio di convezione naturale è il riscaldamento dell’acqua su una stufa. Il calore della stufa riscalda il fondo dell’acqua, facendo vibrare più velocemente le molecole. Quando le molecole vibrano, si espandono e perdono densità, provocando l’aumento dell’acqua più calda e l’affondamento dell’acqua più fredda. L’acqua più fredda si scalderà e salirà in superficie. La corrente circolare prodotta da questo processo è chiamata corrente di convezione ed è responsabile di molti aspetti del tempo.
L’ultimo metodo che il mondo usa per trasferire l’energia termica è la radiazione. Con la radiazione, gli oggetti possono trasferire energia termica attraverso il vuoto. Questo è il tipo di trasferimento di calore con cui il sole riscalda la terra. In questo processo, l’energia termica viene trasferita sotto forma di raggi infrarossi. Sebbene l’energia termica possa essere trasferita attraverso la radiazione, sentiamo il calore quando i raggi infrarossi colpiscono un oggetto, come l’aria, e fanno sì che le molecole si muovano più velocemente, riscaldandosi.