Conduction se produit lorsque deux objets en contact échangent de l’énergie thermique. Par exemple, si vous touchez un poêle chaud, la chaleur du poêle est transférée à votre main par conduction.
Convection se produit lorsqu'un fluide (liquide ou gaz) se déplace d'une zone plus chaude vers une zone plus froide, emportant avec lui de la chaleur. Par exemple, lorsque vous faites bouillir de l’eau, l’eau du fond de la casserole est chauffée et monte vers le haut, tandis que l’eau plus froide du haut descend vers le fond. Cette circulation d’eau transfère la chaleur du fond de la marmite vers le haut.
Rayonnement se produit lorsque des ondes électromagnétiques sont émises par un objet en raison de sa température. Tous les objets émettent des rayonnements, mais la quantité de rayonnement émise augmente à mesure que la température de l'objet augmente. Par exemple, le soleil émet une grande quantité de rayonnement car il fait extrêmement chaud.
Lorsqu’un objet est en équilibre thermique avec son environnement, il perd autant de chaleur qu’il en gagne, sa température reste donc constante. Cependant, si un objet n’est pas en équilibre thermique, il perdra ou gagnera de la chaleur jusqu’à ce qu’il atteigne l’équilibre.
Par exemple, si vous placez une casserole d’eau froide sur une cuisinière chaude, l’eau gagnera de la chaleur de la cuisinière par conduction et convection. À mesure que l’eau gagne en chaleur, sa température augmente. Finalement, l’eau atteindra la même température que le poêle et sera en équilibre thermique. À ce stade, l’eau cessera de gagner de la chaleur et sa température restera constante.
Si vous retirez ensuite la casserole d'eau du poêle et la placez sur une surface froide, l'eau perdra de la chaleur vers la surface froide par conduction et rayonnement. À mesure que l’eau perd de la chaleur, sa température diminue. Finalement, l’eau atteindra la même température que la surface froide et sera en équilibre thermique. À ce stade, l’eau cessera de perdre de la chaleur et sa température restera constante.
