Hvordan overfører materie termisk energi?
Materiale vil overføre termisk energi på en af tre måder: gennem ledning, konvektion og stråling. Når to genstande med forskellige temperaturer sættes sammen, forsøger objekterne at nå termisk ligevægt. Det vil sige, varme overføres fra den højere koncentration til den lavere koncentration - fra varm til kulde. Med andre ord overfører det varmere objekt varme til det køligere objekt, indtil begge objekter har den samme temperatur. Når genstandene når ligevægt, vil de have en tendens til at forblive der, medmindre der er en slags ekstern ændring.
Molekylerne i et objekt med højere termisk energi vibrerer hurtigere end et objekt med lav termisk energi. De bevægende molekyler kan derefter støde på andre molekyler, hvilket får dem til at bevæge sig, når energi overføres. Ledning er hvad der sker, når objekter overfører termisk energi ved molekyler, der støder mod hinanden. Dette kan ses, når en metalsked dyppes i varm te. Molekylerne fra teen vibrerer mod molekylerne i skeen, hvilket får molekylerne til at fremskynde og dermed får skeen til at varme op.
En anden måde at overføre termisk energi er konvektion. Konvektion har at gøre med varme, der overføres gennem bevægelse af væsker. Der er to typer konvektion: naturlig og tvungen konvektion. Tvangskonvektion bruger genstande som en pumpe eller en ventilator til at flytte væsker og overføre varme. Eksempler på tvungen konvektion inkluderer konvektionsovne og fluidvarmeadiatorsystemer.
Naturlig konvektion opstår, når en væske har to forskellige temperaturer, der forårsager forskellige densiteter. Et eksempel på naturlig konvektion er vand, der opvarmes på en komfur. Varmen fra ovnen opvarmer bunden af vandet, hvilket får molekylerne til at vibrere hurtigere. Når molekyler vibrerer, udvides de og mister densitet, hvilket får det varmere vand til at stige og det køligere vand synke. Det køligere vand opvarmes derefter og stiger til toppen. Den cirkulære strøm, denne proces producerer, kaldes en konvektionsstrøm og er ansvarlig for mange aspekter af vejret.
Den sidste metode, verden bruger til at overføre termisk energi, er stråling. Med stråling kan genstande overføre termisk energi gennem et vakuum. Dette er den type varmeoverførsel, hvormed solen varmer jorden. I denne proces overføres termisk energi i form af infrarøde stråler. Selvom termisk energi kan overføres gennem stråling, føler vi varmen, når de infrarøde stråler rammer en genstand, som luft, og får molekylerne til at bevæge sig hurtigere og således opvarmes.