Sabemos que la materia está compuesta de partículas diminutas llamadas átomos y moléculas. Las moléculas pueden existir libremente en la naturaleza y poseer todas las propiedades de la materia. Las Moléculas están en movimiento y también tienen la fuerza de atracción entre ellas. Debido al movimiento, las moléculas tienen energía cinética y debido a la fuerza de atracción, tienen energía potencial. Cuando una sustancia se calienta (o cuando una sustancia absorbe calor), las moléculas comienzan a vibrar más rápido, por lo que aumenta la energía cinética. Cuando la sustancia se enfría, el movimiento de las moléculas se ralentiza y, por lo tanto, la energía cinética disminuye. La energía cinética total de las moléculas de la sustancia se llama energía cinética interna y la energía potencial total de las moléculas se llama energía potencial interna. La suma de la energía cinética interna y la energía potencial interna se denomina energía interna total o energía térmica de la sustancia. Se mide en la unidad joule.
En esta lección vamos a aprender:
Cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas se mantienen en contacto, el calor fluye desde un cuerpo a alta temperatura al cuerpo a baja temperatura . La energía cinética promedio de la sustancia es una medida de la temperatura del cuerpo. Cuando hay un aumento en la energía cinética promedio de las moléculas de una sustancia, su temperatura aumenta, y si hay una caída en la energía cinética promedio de las moléculas de una sustancia, su temperatura disminuye.
Mantenga una sartén al fuego. La sartén pronto se calienta, porque el calor pasa de la llama a la sartén. Ahora retira la sartén del fuego. Poco a poco, la sartén se enfriará porque el calor se transfiere de la sartén al entorno. En ambos casos, el calor fluye de un objeto más caliente a uno más frío.
Experimento 1: digamos que tenemos dos objetos. El objeto A tiene una temperatura de 100 o C y el objeto B tiene una temperatura de 10 o C. Mantenga ambos objetos en contacto entre sí.
Resultado: el calor se transferirá del objeto A al B hasta que la temperatura sea la misma en ambos objetos. Suponga que el objeto A desciende a 50 o C y la temperatura del objeto frío B aumenta a 50 o C. Este estado se conoce como equilibrio térmico. En el estado de equilibrio térmico, la energía térmica todavía se transfiere entre estos dos objetos, pero el flujo neto de energía térmica es cero.
Experimento 2: Caliente agua en una cacerola pequeña. Después de cinco minutos intenta sujetar el asa de la sartén para retirarla del fuego. ¿Qué crees que pasará con tus manos? Inmediatamente quitará la mano del mango de acero. 
Tu mano sentirá el calor de la sartén. La razón es que parte de la energía térmica se transfiere de la sartén a su mano. El calor se transfiere de un objeto caliente a un objeto frío si hay contacto entre ellos. En física, decimos que la transferencia de calor requiere un medio. La conducción térmica es el movimiento de calor de un objeto a otro que tiene diferente temperatura cuando se tocan. En los sólidos, generalmente, el calor se transfiere mediante el proceso de conducción.
Ejemplos:
Conductores y aislantes
¿Todas las sustancias conducen el calor fácilmente? Debes haber observado que la sartén metálica para cocinar tiene mango de plástico o madera. Puede levantar una sartén caliente sosteniéndola por el mango sin lastimarse. La razón es que diferentes objetos conducen diferentes cantidades de energía térmica debido a la naturaleza del material del que están hechos.
Experimento 3:
Caliente el agua en una cacerola pequeña o en un vaso de precipitados. Reúna algunos artículos como una cuchara de acero, una balanza de plástico, un lápiz y un divisor. Sumerja un extremo de cada uno de estos artículos en agua caliente. Espere unos minutos y luego saque estos artículos uno por uno tocando el extremo sumergido. Ingrese su observación en una tabla:
| Artículo | Hecho de | ¿El otro extremo se calienta S / N? |
| Cuchara de acero | Metal | Y |
| Divisor | Metal | Y |
| Escala | El plastico | norte |
| Lápiz | Madera | norte |
El material que permite que el calor pase fácilmente a través de ellos son los conductores de calor. Por ejemplo, hierro, acero, aluminio, cobre. Los materiales que no permiten que el calor pase fácilmente a través de ellos son malos conductores del calor, como el plástico y la madera. Los conductores deficientes se conocen como aislantes.
El agua y el aire son malos conductores de calor. Entonces, ¿cómo se produce la transferencia de calor en estas sustancias? ¡Averigüemos!
Experimento 4: Coloque su mano ligeramente por encima del fuego. Ten cuidado. Mantenga sus manos a una distancia segura de la llama para que no se quemen.
Resultado: Sentirás el calor del fuego. Hasta ahora aprendimos que la transferencia de calor entre objetos cuando están en contacto entre sí, entonces, ¿qué está haciendo que nuestras manos sientan el calor del fuego sin tocarlo? Motivo: Las moléculas de los fluidos (líquidos y gases) poseen energía cinética y, como sabemos, la energía cinética del gas depende de la energía térmica o de la temperatura. Las moléculas de gas que están en contacto con el fuego absorben la energía térmica del fuego, como resultado, la energía cinética de las moléculas de gas aumenta, por lo que se elevan y golpean su mano. Las manos absorben la energía térmica de estas moléculas y te sientes caliente.
Veamos ahora cómo ocurre la transferencia de calor en el caso del líquido:
Experimento 5: Tome un vaso de precipitados y llénelo con agua y colóquelo sobre la llama.
Resultado: cuando el agua se calienta, el agua cerca de la llama se calienta. El agua caliente se eleva a medida que las moléculas de agua se vuelven menos densas a medida que absorben la energía térmica. El agua fría de los lados desciende hacia la fuente de calor. Esta agua también se calienta y sube y el agua de los lados baja. Este proceso continúa hasta que toda el agua se calienta.
Este modo de transferencia de calor debido al movimiento masivo de los fluidos se conoce como convección.
Ejemplos:
Cuando salimos al sol, sentimos calor. ¿Cómo nos llega el calor del sol? No puede llegar a nosotros por conducción o convección, ya que no existe un medio como el aire en la mayor parte del espacio entre la tierra y el sol. Desde el sol el calor nos llega por otro proceso conocido como radiación . La transferencia de calor por radiación no requiere ningún medio. Puede tener lugar tanto si un medio está presente como si no.
Cada objeto irradia calor. Nuestro cuerpo también da calor a los alrededores y lo recibe por radiación. Cuando este calor cae sobre algún objeto, una parte se refleja, una parte se absorbe y una parte se puede transmitir. La temperatura del objeto aumenta debido a la parte absorbida del calor.
Experimento 6: Tome dos recipientes de metal idénticos, uno en negro y el otro en blanco. Vierta cantidades iguales de agua en cada uno y déjelos al sol del mediodía durante aproximadamente una hora.
Resultado: Mida la temperatura del agua en ambos recipientes. La temperatura del agua en el recipiente negro es mayor que en el recipiente de color blanco. Los objetos negros son buenos absorbentes de radiaciones, mientras que los objetos blancos son malos absorbentes o buenos reflectores de radiaciones.
Ejemplos:
