Conduzione avviene quando due oggetti a contatto tra loro si scambiano energia termica. Ad esempio, se tocchi un fornello caldo, il calore del fornello viene trasferito alla tua mano per conduzione.
Convezione si verifica quando un fluido (liquido o gas) si sposta da una zona più calda a una zona più fredda, trasportando con sé calore. Ad esempio, quando si fa bollire l'acqua, l'acqua sul fondo della pentola viene riscaldata e sale verso l'alto, mentre l'acqua più fredda nella parte superiore scende verso il basso. Questa circolazione dell'acqua trasferisce il calore dal fondo della pentola verso l'alto.
Radiazioni si verifica quando le onde elettromagnetiche vengono emesse da un oggetto a causa della sua temperatura. Tutti gli oggetti emettono radiazioni, ma la quantità di radiazioni emesse aumenta all'aumentare della temperatura dell'oggetto. Ad esempio, il sole emette una grande quantità di radiazioni perché è estremamente caldo.
Quando un oggetto è in equilibrio termico con l'ambiente circostante, perde tanto calore quanto ne acquista, quindi la sua temperatura rimane costante. Tuttavia, se un oggetto non è in equilibrio termico, perderà o acquisterà calore fino a raggiungere l’equilibrio.
Ad esempio, se metti una pentola di acqua fredda su un fornello caldo, l'acqua guadagnerà calore dal fornello attraverso conduzione e convezione. Man mano che l’acqua guadagna calore, la sua temperatura aumenterà. Alla fine l’acqua raggiungerà la stessa temperatura della stufa e sarà in equilibrio termico. A questo punto l’acqua smetterà di acquisire calore e la sua temperatura rimarrà costante.
Se poi rimuovi la pentola piena d'acqua dal fornello e la metti su una superficie fredda, l'acqua cederà calore alla superficie fredda per conduzione e irraggiamento. Man mano che l'acqua perde calore, la sua temperatura diminuirà. Alla fine, l'acqua raggiungerà la stessa temperatura della superficie fredda e sarà in equilibrio termico. A questo punto l’acqua smetterà di perdere calore e la sua temperatura rimarrà costante.
