Hvordan overfører materie termisk energi?
Materie vil overføre termisk energi på en av tre måter: gjennom ledning, konveksjon og stråling. Når to objekter med forskjellige temperaturer settes sammen, vil gjenstandene forsøke å nå termisk likevekt. Det vil si at varme overføres fra den høyere konsentrasjonen til den lavere konsentrasjonen - fra varm til kald. Med andre ord, den varmere gjenstanden vil overføre varme til den kjøligere gjenstanden til begge objektene har samme temperatur. Når gjenstandene når likevekt, vil de ha en tendens til å holde seg der med mindre det er en slags ytre endring.
Molekylene i et objekt med høyere termisk energi vibrerer raskere enn et objekt med lav termisk energi. De bevegelige molekylene kan da støte på andre molekyler, noe som får dem til å bevege seg når energi overføres. Ledning er det som skjer når objekter overfører termisk energi ved at molekyler støter mot hverandre. Dette kan sees når en metallskje dyppes i varm te. Molekylene fra teen vibrerer mot molekylene i skjeen, noe som får molekylene til å sette fart og dermed får skjeen til å varme opp.
En annen måte å overføre termisk energi er konveksjon. Konveksjon har å gjøre med at varme overføres gjennom bevegelse av væsker. Det er to typer konveksjon: naturlig og tvungen konveksjon. Tvangskonveksjon bruker gjenstander som en pumpe eller en vifte for å flytte væsker og overføre varme. Eksempler på tvangskonveksjon inkluderer konveksjonsovner og fluid-radiatoranlegg.
Naturlig konveksjon oppstår når en væske har to forskjellige temperaturer som forårsaker forskjellige tettheter. Et eksempel på naturlig konveksjon er vann som varmes opp på komfyren. Varmen fra ovnen varmer opp bunnen av vannet, og får molekylene til å vibrere raskere. Når molekyler vibrerer, utvider de seg og mister tettheten, noe som får varmere vann til å stige og kjøligere vann synke. Det kjøligere vannet vil deretter varme seg opp og stige til toppen. Den sirkulære strømmen denne prosessen produserer kalles en konveksjonsstrøm og er ansvarlig for mange aspekter av været.
Den siste metoden verden bruker for å overføre termisk energi er stråling. Med stråling kan objekter overføre termisk energi gjennom et vakuum. Dette er den typen varmeoverføring som solen varmer jorden med. I denne prosessen overføres termisk energi i form av infrarøde stråler. Selv om termisk energi kan overføres gjennom stråling, føler vi varmen når de infrarøde strålene treffer en gjenstand, som luft, og får molekylene til å bevege seg raskere og dermed varme opp.