Chúng ta biết rằng vật chất bao gồm các hạt nhỏ gọi là nguyên tử và phân tử. Các phân tử có thể tồn tại tự do trong tự nhiên và sở hữu tất cả các tính chất của vật chất. Các Phân tử đang chuyển động và chúng cũng có lực hấp dẫn giữa chúng. Do chuyển động nên các phân tử có động năng và do có lực hút nên chúng có thế năng. Khi một chất được làm nóng (hoặc khi một chất hấp thụ nhiệt), các phân tử bắt đầu dao động nhanh hơn nên động năng tăng lên. Khi chất được làm lạnh, chuyển động của các phân tử chậm lại và do đó động năng giảm. Tổng động năng của các phân tử của một chất được gọi là động năng bên trong của nó và tổng thế năng của các phân tử được gọi là thế năng bên trong của nó. Tổng động năng bên trong và thế năng bên trong được gọi là nội năng toàn phần hay nhiệt năng của chất đó. Nó được đo bằng đơn vị joule.
Trong bài học này, chúng ta sẽ học:
Khi hai vật có nhiệt độ khác nhau tiếp xúc với nhau, nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp . Động năng trung bình của chất là thước đo nhiệt độ của cơ thể. Khi có sự gia tăng động năng trung bình của các phân tử của một chất, nhiệt độ của nó tăng lên và nếu có sự giảm động năng trung bình của các phân tử của một chất, thì nhiệt độ của nó sẽ giảm.
Giữ chảo trên ngọn lửa. Chẳng mấy chốc, chảo nóng lên vì nhiệt truyền từ ngọn lửa sang chảo. Bây giờ lấy chảo ra khỏi ngọn lửa. Dần dần chảo sẽ nguội đi do nhiệt truyền từ chảo ra môi trường xung quanh. Trong cả hai trường hợp, nhiệt truyền từ vật nóng hơn sang vật lạnh hơn.
Thí nghiệm 1: Giả sử chúng ta có hai đối tượng. Vật A có nhiệt độ 100 o C và vật B có nhiệt độ 10 o C. Cho cả hai vật tiếp xúc với nhau.
Kết quả: Nhiệt sẽ truyền từ vật A sang vật B cho đến khi nhiệt độ ở hai vật bằng nhau. Giả sử vật A giảm xuống 50 o C và nhiệt độ của vật lạnh B tăng lên 50 o C. Trạng thái này được gọi là Cân Bằng Nhiệt. Ở trạng thái cân bằng nhiệt, năng lượng nhiệt vẫn được truyền giữa hai vật thể này nhưng dòng năng lượng nhiệt ròng bằng không.
Thí nghiệm 2: Đun nóng nước trong chảo nhỏ. Sau năm phút, cố gắng giữ tay cầm của chảo để lấy nó ra khỏi ngọn lửa. Bạn nghĩ điều gì sẽ xảy ra với bàn tay của bạn? Bạn sẽ ngay lập tức rời tay khỏi tay cầm bằng thép. 
Tay bạn sẽ cảm nhận được độ nóng của chảo. Lý do là một phần năng lượng nhiệt được truyền từ chảo sang tay bạn. Nhiệt truyền từ vật nóng sang vật lạnh nếu có sự tiếp xúc giữa chúng. Trong vật lý, chúng ta nói rằng sự truyền nhiệt cần có môi trường. Dẫn nhiệt là sự truyền nhiệt từ vật này sang vật khác có nhiệt độ khác nhau khi chúng tiếp xúc với nhau. Trong chất rắn, nói chung, nhiệt được truyền bằng quá trình dẫn nhiệt.
Ví dụ:
Chất dẫn điện và chất cách điện
Có phải tất cả các chất dẫn nhiệt dễ dàng? Chắc hẳn bạn đã quan sát thấy chảo kim loại dùng để nấu ăn có tay cầm bằng nhựa hoặc bằng gỗ. Bạn có thể nâng chảo nóng bằng cách giữ nó từ tay cầm mà không bị thương. Lý do là các vật thể khác nhau dẫn lượng năng lượng nhiệt khác nhau do bản chất của vật liệu mà chúng được tạo ra.
Thí nghiệm 3:
Đun nóng nước trong chảo nhỏ hoặc cốc thủy tinh. Sưu tầm một số vật dụng như thìa thép, cân nhựa, bút chì, vạch chia. Nhúng một đầu của mỗi vật phẩm này vào nước nóng. Đợi vài phút rồi lấy ra từng bài báo này chạm vào đầu nhúng. Nhập quan sát của bạn vào một bảng:
| Bài báo | làm bằng | Đầu kia có nóng không Y/N? |
| thìa thép | Kim khí | Y |
| dải phân cách | Kim khí | Y |
| Tỉ lệ | Nhựa | N |
| Bút chì | Gỗ | N |
Vật liệu cho phép nhiệt truyền qua chúng dễ dàng là chất dẫn nhiệt. Ví dụ: sắt, thép, nhôm, đồng. Các vật liệu không cho phép nhiệt truyền qua chúng một cách dễ dàng là những chất dẫn nhiệt kém như nhựa và gỗ. Chất dẫn điện kém được gọi là chất cách điện.
Nước và không khí dẫn nhiệt kém. Khi đó, sự truyền nhiệt trong các chất này diễn ra như thế nào? Hãy để chúng tôi tìm hiểu!
Thí nghiệm 4: Đặt tay lên trên ngọn lửa một chút. Hãy cẩn thận. Giữ tay của bạn ở một khoảng cách an toàn với ngọn lửa để chúng không bị bỏng.
Kết quả: Bạn sẽ cảm nhận được sự nóng bỏng của lửa. Đến bây giờ chúng ta đã biết sự truyền nhiệt giữa các vật khi chúng tiếp xúc với nhau, vậy điều gì làm cho tay ta cảm nhận được hơi ấm của ngọn lửa mà không cần chạm vào nó? Lý do: Các phân tử chất lỏng (lỏng và khí) có động năng và như chúng ta biết động năng của chất khí phụ thuộc vào năng lượng nhiệt hoặc nhiệt độ. Các phân tử khí tiếp xúc với lửa sẽ hấp thụ nhiệt năng từ ngọn lửa, do đó động năng của các phân tử khí tăng lên nên bốc lên và đập vào tay bạn. Bàn tay hấp thụ năng lượng nhiệt từ các phân tử này và bạn cảm thấy nóng.
Bây giờ chúng ta hãy xem quá trình truyền nhiệt xảy ra như thế nào trong trường hợp chất lỏng:
Thí nghiệm 5: Lấy một cốc thủy tinh, đổ đầy nước và đặt lên trên ngọn lửa.
Kết quả: Khi đun nước, phần nước gần ngọn lửa nóng lên. Nước nóng dâng lên khi các phân tử nước trở nên ít đậm đặc hơn khi chúng hấp thụ năng lượng nhiệt. Nước lạnh từ hai bên di chuyển xuống nguồn nhiệt. Nước này cũng nóng lên và dâng lên và nước từ hai bên di chuyển xuống. Quá trình này tiếp tục cho đến khi toàn bộ nước được làm nóng.
Chế độ truyền nhiệt này do chuyển động khối của chất lỏng được gọi là đối lưu.
Ví dụ:
Khi chúng ta ra ngoài nắng, chúng ta cảm thấy ấm áp. Làm thế nào để sức nóng từ mặt trời đến với chúng ta? Nó không thể đến với chúng ta bằng sự dẫn truyền hoặc đối lưu vì không có môi trường nào như không khí ở hầu hết các phần của không gian giữa trái đất và mặt trời. Từ mặt trời, sức nóng đến với chúng ta bằng một quá trình khác gọi là bức xạ . Việc truyền nhiệt bằng bức xạ không cần bất kỳ phương tiện nào. Nó có thể diễn ra cho dù có phương tiện hay không.
Mọi vật đều tỏa nhiệt. Cơ thể chúng ta cũng tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh và nhận nhiệt từ môi trường xung quanh bằng bức xạ. Khi lượng nhiệt này rơi vào một số vật thể, một phần của nó được phản xạ, một phần được hấp thụ và một phần có thể được truyền đi. Nhiệt độ của vật tăng lên do một phần nhiệt lượng bị hấp thụ.
Thí nghiệm 6: Lấy hai bình đựng bằng kim loại giống nhau, bình màu đen, bình màu trắng. Đổ một lượng nước bằng nhau vào mỗi loại và để chúng dưới ánh nắng mặt trời giữa trưa trong khoảng một giờ.
Kết quả: Đo nhiệt độ của nước ở cả hai bình chứa. Nhiệt độ của nước trong bình màu đen cao hơn nhiệt độ của nước trong bình màu trắng. Vật màu đen hấp thụ bức xạ tốt, vật màu trắng hấp thụ bức xạ kém hoặc phản xạ tốt.
Ví dụ:
