Le transfert de chaleur échange de l'énergie entre deux systèmes. Ce transfert peut se faire entre des objets solides, des liquides, des gaz ou une combinaison de types d'états. Il existe trois types de transfert de chaleur : la conduction, la convection et le rayonnement.
La conduction est le transfert de chaleur direct de deux objets en contact l'un avec l'autre. La convection est un transfert dû à l'écoulement d'un liquide ou d'un gaz à travers un autre objet ; plus la vitesse du liquide ou du gaz est élevée, plus la quantité de transfert de chaleur est élevée. Le rayonnement est le transfert d'énergie thermique sous forme d'ondes électromagnétiques.
Tout ce qui a une masse a de l'énergie. Les molécules des objets vibrent en fonction de la chaleur qu'elles contiennent ; plus il y a de chaleur, plus il y a de vibrations. Ceci est facile à voir lorsque l'eau refroidit au point de geler. Au fur et à mesure que l'eau se refroidit, l'énergie contenue dans les molécules d'eau diminue, les ralentissant. À zéro degré Celsius, les molécules atteignent un point où elles ne peuvent plus rester sous forme liquide et deviennent de la glace. Au point d'ébullition de l'eau, 100 degrés Celsius, l'eau a obtenu un transfert de chaleur suffisant pour former un gaz, considéré comme de la vapeur. Le zéro absolu est la limite inférieure de la chaleur. Il prédit qu'une fois cette limite atteinte, le mouvement moléculaire d'un cristal s'arrête complètement.
