Stellst du eine Tasse heißen Tee in einen kühlen Raum, wird der Tee kälter, und die Luft um die Tasse wird etwas wärmer. Nach einiger Zeit haben Tee und Raum dieselbe Temperatur. Das heißt Temperaturausgleich. Dabei wandert thermische Energie vom wärmeren zum kälteren Körper. Die Energie, die wegen eines Temperaturunterschieds weitergegeben wird, heißt Wärme. Von selbst fließt Wärme nur von warm nach kalt, nicht umgekehrt.

Der Ausgleich geht anfangs schnell und wird langsamer, je kleiner der Unterschied wird. Es gibt drei Wege des Wärmetransports: Wärmeleitung, Wärmeströmung und Wärmestrahlung.

Bei der Wärmeleitung wird Wärme in einem Körper weitergegeben, ohne dass der Stoff sich bewegt. Im Teilchenmodell: Am heißen Ende schwingen die Teilchen stark. Sie stoßen ihre Nachbarn an, diese stoßen ihre Nachbarn an, und so wandert die Bewegung durch den Körper.

Versuch. Aufbau: Drei gleich lange Stäbe aus Kupfer, Eisen und Holz stehen mit einem Ende in heißem Wasser. Am anderen Ende kleben in gleichen Abständen Reißzwecken mit Wachs. Heißes Wasser verbrüht: Diesen Versuch macht die Lehrkraft. Beobachtung: Beim Kupferstab fallen die Reißzwecken zuerst und nacheinander ab, beim Eisenstab später, beim Holzstab nicht.

Auswertung: Metalle sind gute Wärmeleiter. Holz, Kunststoff, Wolle und Styropor sind schlechte Wärmeleiter, und Luft leitet besonders schlecht. Darum fühlt sich ein Metallgeländer kälter an als ein Holzbrett im selben Raum, obwohl beide dieselbe Temperatur haben: Das Metall leitet die Wärme deiner Hand schneller weg.

In Flüssigkeiten und Gasen wird Wärme meist durch Wärmeströmung transportiert, auch Konvektion genannt. Der Stoff selbst bewegt sich und trägt die Wärme mit. Ein erwärmter Teil dehnt sich aus. Er ist dann weniger dicht als seine kältere Umgebung und steigt auf. An seine Stelle strömt kälterer Stoff nach und wird erwärmt. So entsteht ein Kreislauf.

Beispiele: Ein Heizkörper erwärmt die Luft. Sie steigt auf, kühlt an Decke und Fenster ab und sinkt wieder. Im Topf auf dem Herd steigt das heiße Wasser vom Boden nach oben. In festen Körpern gibt es keine Wärmeströmung, weil die Teilchen an ihrem Platz bleiben.

Die Sonne wärmt die Erde, obwohl dazwischen fast leerer Raum liegt. Dort gibt es keinen Stoff, der Wärme leiten oder mitführen könnte. Der Transport geschieht durch Wärmestrahlung. Jeder Körper sendet Strahlung aus, und zwar umso mehr, je wärmer er ist. Ein Teil davon ist unsichtbare Infrarotstrahlung. Trifft sie auf einen anderen Körper, wird sie zum Teil aufgenommen und erwärmt ihn, zum Teil zurückgeworfen.

Dunkle Flächen nehmen mehr Strahlung auf, helle und glänzende werfen mehr zurück. Darum wird ein schwarzes T-Shirt in der Sonne wärmer als ein weißes. Eine Rettungsdecke mit glänzender Oberfläche wirft die Wärmestrahlung deines Körpers zurück. Wärmestrahlung braucht keinen Stoff.

Will man Wärme zurückhalten, bremst man die drei Wege. Das nennt man Wärmedämmung oder Wärmeschutz. Dämmstoffe wie Styropor, Mineralwolle oder Wolle enthalten viel eingeschlossene Luft in winzigen Kammern. Luft leitet schlecht, und in den kleinen Kammern kann sie nicht strömen. Gegen Strahlung helfen glänzende Schichten.

Der thermische Widerstand einer Schicht sagt, wie stark sie den Wärmefluss bremst. Er ist größer, wenn die Schicht dicker ist und wenn der Stoff schlechter leitet. Bei gleichem Temperaturunterschied gilt: Doppelter Widerstand bedeutet halber Wärmestrom. Der Wärmestrom ist die Energie, die in jeder Sekunde als Wärme durch die Schicht fließt. Er wird wie eine Leistung in Watt gemessen. Liegen mehrere Schichten hintereinander, addieren sich ihre Widerstände.