Isı termal enerjisi, belirli bir nesnenin ısısından elde edilen enerji miktarının bir ölçümüdür. Bu kavramı anlamak için, ısının kendi başına bir enerji şekli olduğunu anlamak önemlidir. Termal enerji, atomların belirli bir madde içindeki hareketini arttırır, bu da onu ısıtır ve artan reaktivitenin genişlemesi gibi başka etkilere neden olur. "Isı termal enerji" terimi temel olarak ısı enerjisi veya termal enerji ile aynı anlama gelir ve termodinamik çalışmaları ısının özelliklerine ve nasıl davrandığına bakar.
Atom seviyesinde, ısı derin bir etkiye sahiptir. Bir ocağın üzerine bir soğuk su kabı konursa, kabın altına alev tarafından verilen ısı kabın sıcaklığını artıracak ve bu da suyun sıcaklığını artıracaktır. Suyun sıcaklığı arttıkça, suyu oluşturan atomlar daha hızlı hareket etmeye başlar, nihayetinde kelimenin tam anlamıyla buhardan sıvının dışına atlar. Su kaynarken, atomlara tam anlamıyla sıvıdan kaçmak ve bir gaz haline gelmek için yeterli ısı termal enerji verilmiştir. Katılarda, ısı atomların titremelerine neden olur ve bu da kıpırdayan atomlara yer açmak için genişlemelerine neden olur.
Atomlar arasındaki çarpışmalar temel olarak kimyasal reaksiyonların çoğunun nedenidir ve bu çarpışmalar birçok bilim insanının Dünya'nın varlığına neden olduğuna inandıkları şeydir. Atomların hareket hızı, esas olarak iki aracın çarpışan iki salyangoz olasılığından daha büyük olma ihtimali gibi, çarpışmaların meydana gelme ihtimalini arttırır. Isı termal enerjisinin, atomların hareket hızını arttırdığı, yani kimyasal reaksiyonların hızını da arttırdığı bilinmektedir. Bu, eğer bir insan bir stok küpü gibi bir şeyi eritmek isterse, içinde eritildiği çözeltinin ısısını arttırmanın çözünme hızını arttıracağı anlamına gelir. Isıdan gelen enerji, atomlara aktarılır ve bu da reaksiyona girmelerini daha muhtemel hale getirir.
Genel olarak konuşursak, ısı termal enerji iki sistem arasındaki sıcaklık farklılıklarının bir sonucu olarak hareket eder. Kaynar su örneğinde, yangının ısısı tavaya ve suya geçer çünkü alevden daha soğuktur. İki ayrı sistemin ısısı eşit olsaydı, enerji transferi gerçekleşmezdi. Tek bir kapalı sistemde, termodinamiğin ikinci yasası her şeyin entropiye ya da düzensizliğe yöneldiğini belirtir. Bu, bir buz küpünü sıcak bir fincan kahveye düşürmenin buz küpü ile soğukluğun ve fincandaki ısının birbirine karışmasına ve sıcak bir karışım oluşturmasına neden olur.
