Энергию движения и взаимодействия молекул, из которых состоит тело, называют внутренней энергией. Тепловое движение частиц никогда не прекращается, поэтому тело всегда обладает какой-то внутренней энергией. Данную энергию можно изменить (уменьшить или увеличить) совершением работы и теплообменом. Различают три вида теплообмена: теплопроводность, излучение и конвекцию.
Конвекция – это теплообмен в жидких газообразных средах, осуществляемый потоками (или струями) вещества. В твердых телах из-за сильного молекулярного притяжения конвекция происходить не может. Энергия внутри твердых тел передается путем теплопроводности. Общеизвестно, что жидкости и газы нагревают снизу, например, чайник с водой ставят на огонь, радиаторы отопления размещают под окнами около пола. Объясняется это тем, что часть вещества нагревается снизу, расширяется, ее плотность становится меньше, чем у окружающей (более холодной) среды, и под действием выталкивающей силы она начинает подниматься вверх. А ее место внизу заполняет холодная часть данного вещества. Через некоторое время, прогревшись, этот слой тоже поднимется вверх, уступая место следующему потоку вещества и т.д. Так происходит конвекция. Поэтому жидкости и газы следует нагревать снизу, нагретые слои не могут опуститься ниже холодных, более тяжелых.При конвекции энергия переносится самими струями газа или жидкости.Различают два вида конвекции: естественную (свободную) и вынужденную. Свободная конвекция проходит тогда, когда слои газа или жидкости меняются местами без помощи внешних сил, например, нагревание воздуха батареей в комнате происходит путем естественной конвекции, а вот быстроту нагревания воды в кастрюле, можно обеспечить путем перемешивания слоев жидкости ложкой, такая конвекция является вынужденной. Быстрее всего конвекция происходит в газах из-за их свободной расположенности частиц. Они, находясь на больших расстояниях друг от друга, плохо взаимодействуют друг с другом и перемещаются в почти независимом направлении, поэтому газы обладают плохой теплопроводностью. Жидкости имеют среднее место между газами и твердыми телами по конвекции и теплопроводности. То есть конвекция у них проходит медленнее, а теплопроводность - быстрее, чем в газах. А относительно твердых тел их теплопроводность слабее.