Le facteur qui est nécessaire pour le flux de chaleur d'un objet à un autre est que les deux objets doivent avoir des températures différentes. La chaleur « circule » ou se déplace toujours de l'objet le plus chaud vers le plus frais, à moins qu'il n'y ait une sorte d'agent externe faisant le travail.
Au fur et à mesure que la chaleur circule, l'objet le plus chaud se refroidit et l'objet le plus froid se réchauffe jusqu'à ce qu'ils atteignent la même température, ou « équilibre thermique ». Une fois que cela se produit, le processus de transfert de chaleur s'arrête.
L'échange d'énergie thermique implique un changement d'un facteur intensif ou d'un facteur extensif (également connu sous le nom de capacité), que l'énergie thermique soit échangée par l'exécution d'un travail ou par le flux de chaleur. Dans l'échange de chaleur, le facteur intensif est la température et le facteur extensif est l'entropie.
Il existe trois manières différentes pour la chaleur de passer d'un objet à un autre : la conduction, la convection et le rayonnement. La conduction implique un transfert de chaleur à travers des atomes qui se heurtent les uns aux autres. La convection, qui se produit dans l'air et les fluides, va encore plus loin. Le transfert de chaleur initial se fait par conduction, mais une boucle se forme ensuite avec des zones chaudes montantes et des zones froides descendantes, créant un effet circulaire appelé "cellule de convection". Dans le rayonnement thermique, l'équilibre thermique signifie que les particules absorbent la même quantité de rayonnement de leur environnement qu'elles rayonnent elles-mêmes, donc rien ne change. Le transfert de chaleur se produit lorsque les particules émettent plus de rayonnement qu'elles n'en absorbent de leur environnement.
