Os objetos perdem calor devido ao processo de transferência de energia térmica. Existem três mecanismos principais de transferência de calor:condução, convecção e radiação.
Condução ocorre quando dois objetos em contato trocam energia térmica. Por exemplo, se você tocar em um fogão quente, o calor do fogão será transferido para a sua mão por condução.
Convecção ocorre quando um fluido (líquido ou gás) se move de uma área mais quente para uma área mais fria, carregando consigo calor. Por exemplo, quando você ferve água, a água do fundo da panela é aquecida e sobe para o topo, enquanto a água mais fria do topo desce para o fundo. Essa circulação de água transfere o calor do fundo para o topo da panela.
Radiação ocorre quando ondas eletromagnéticas são emitidas por um objeto devido à sua temperatura. Todos os objetos emitem radiação, mas a quantidade de radiação emitida aumenta à medida que a temperatura do objeto aumenta. Por exemplo, o sol emite uma grande quantidade de radiação porque é extremamente quente.
Quando um objeto está em equilíbrio térmico com o ambiente, ele perde tanto calor quanto ganha, de modo que sua temperatura permanece constante. No entanto, se um objeto não estiver em equilíbrio térmico, ele perderá ou ganhará calor até atingir o equilíbrio.
Por exemplo, se você colocar uma panela com água fria em um fogão quente, a água ganhará calor do fogão por condução e convecção. À medida que a água ganha calor, sua temperatura aumenta. Eventualmente, a água atingirá a mesma temperatura do fogão e estará em equilíbrio térmico. Neste ponto, a água deixará de ganhar calor e sua temperatura permanecerá constante.
Se você retirar a panela com água do fogão e colocá-la sobre uma superfície fria, a água perderá calor para a superfície fria por condução e radiação. À medida que a água perde calor, sua temperatura diminui. Eventualmente, a água atingirá a mesma temperatura da superfície fria e estará em equilíbrio térmico. Neste ponto, a água deixará de perder calor e a sua temperatura permanecerá constante.
