Il calore è il trasferimento di energia cinetica da un mezzo o oggetto ad un altro, o da una fonte di energia ad un mezzo o oggetto. Tale trasferimento di energia può avvenire in tre modi: radiazione, conduzione e convezione.
L’unità standard di calore nel Sistema Internazionale di Unità (SI) è la caloria (cal), che è la quantità di trasferimento di energia necessaria per aumentare la temperatura di un grammo di acqua liquida pura di un grado Celsius, purché la temperatura dell’acqua sia superiore al punto di congelamento e inferiore al punto di ebollizione. A volte la chilocaloria (kcal) è specificata come unità di calore; 1 kcal = 1000 cal. Meno spesso si usa l’unità termica britannica (Btu). Questa è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di una libbra di acqua liquida pura di un grado Fahrenheit.
Un esempio di calore per radiazione è l’effetto dell’energia infrarossa (IR) quando colpisce una superficie. L’IR è un campo elettromagnetico capace di trasferire energia da una fonte, come un camino, a una destinazione, come le superfici all’interno di una stanza. L’irraggiamento non richiede un mezzo intermedio; può avvenire attraverso il vuoto. È responsabile del riscaldamento della Terra da parte del sole.
Il calore per conduzione avviene quando due mezzi materiali o oggetti sono in contatto diretto e la temperatura di uno è più alta di quella dell’altro. Le temperature tendono ad uguagliarsi; quindi la conduzione di calore consiste in un trasferimento di energia cinetica dal mezzo più caldo a quello più freddo. Un esempio è l’immersione di un corpo umano raffreddato in un bagno caldo.
Il calore per convezione si verifica quando il movimento di un liquido o di un gas trasporta energia da una regione più calda a una più fredda. Un buon esempio di convezione è la tendenza dell’aria calda a salire e dell’aria fredda a scendere, pareggiando la temperatura dell’aria all’interno di una stanza contenente una stufa calda. Si ritiene che la convezione termica (insieme alla conduzione) abbia luogo all’interno della Terra, trasferendo energia cinetica dal nucleo interno attraverso il nucleo esterno e il mantello alla crosta. In questa situazione, il nucleo esterno e il mantello si comportano come liquidi per lunghi periodi di tempo.
Vedi anche la Tabella delle unità fisiche.