熱傳遞的三種方式
熱總是從熱流向冷，但它有三種不同的載具。傳導在材料中一個分子傳給一個分子，材料本身不移動。對流把能量隨著流動的流體整團帶走。輻射以電磁波運送能量，完全不需要任何材料——這正是太陽的溫暖如何越過太空的真空抵達你的方式。
傳導——一手接一手傳能量
把金屬湯匙一端加熱，握柄很快就變暖：抖動快的分子推擠鄰居，而在金屬中一片自由電子的海迅速地把能量往前送。這就是傳導。它的速率取決於材料的熱導率 k、物體兩端的溫度差、截面積與厚度。金屬的 k 大；木頭、空氣、羊毛與水的 k 小（它們是絕緣體）。
傅立葉傳導定律：熱流率隨熱導率 k、面積 A 與溫度差 ΔT 增加，隨厚度 L 減少。
對流——熱搭上流體
在液體或氣體中，熱可以靠流體本身的移動來傳遞。溫暖的流體膨脹、密度變小而上升；較冷的流體下沉取而代之，形成循環的對流。這就是一鍋水如何整鍋加熱、房間的暖氣機（其實是對流器）如何暖化空氣、雷雲如何高聳、洋流乃至地球的地函如何翻攪。對流需要流體來載運熱——它無法在固體或真空中發生。
輻射——越過真空的熱
每個物體只因為溫暖，就以熱輻射發光——這是帶走能量、完全不需要介質的電磁波。這就是為什麼你隔著空氣就能在臉上感到營火，以及為何陽光越過真空、經過八分鐘後溫暖了我們。物體越熱，輻射得越多，波長也越短：撥火棒受熱時先發暗紅、再橙、再白。它對溫度的依賴陡峭得驚人。
史特凡–波茲曼定律：輻射功率隨絕對溫度 T（單位為克耳文！）的四次方增長。σ 為史特凡–波茲曼常數；e 為輻射率（0–1）；A 為表面積。
由於是四次方，把絕對溫度加倍會使輻射功率變成十六倍。物體也會從周遭吸收輻射，所以淨速率是 P = e\sigma A(T^4 - T_s^4)，其中 T_s 是周遭的溫度。良好的吸收體也是良好的放射體（霧面黑表面），而閃亮的銀色表面反射佳、輻射差——這正是保溫瓶內壁鍍銀、以及急救毯是金屬色的原因。
把它收攏起來，以及接下來通往何處
看著一杯熱咖啡，你就能一次看見整條學習線。它的溫度告訴你能量會往哪流。它透過馬克杯傳導把能量散進你的手、靠對流讓暖空氣從表面升起、以輻射散入房間；從頂部升起的蒸氣則在水蒸發時帶走潛熱。它高的比熱使它得以維持溫暖一陣子。我們遇到的每一個效應，不過是能量被記帳、從熱流向冷，直到咖啡與房間達成平衡。
你現在掌握了熱物理憑直覺的那一半：溫度、平衡、膨脹、比熱、潛熱，以及三種傳遞模式。下一步把這一切變成完整的能量理論。熱力學第一定律把膨脹氣體所做的功與熱相加，構成宏大的能量守恆敘述；第二定律與熵解釋單向流動，並為每一部引擎設下終極極限。而要看清溫度為何一開始就是分子平均能量，氣體動理論直接從碰撞的分子建立起壓力與溫度。那就是這條學習線通往的方向。