Zwei Objekte in physischem Kontakt befinden sich im thermischen Gleichgewicht, wenn sie die gleiche Temperatur erreichen und kein Austausch von Wärmeenergie mehr stattfindet. Laut HyperPhysics folgt die Beziehung des thermischen Gleichgewichts der Nullstelle Gesetz der Thermodynamik, das besagt, dass „wenn zwei Systeme gleichzeitig mit einem dritten System im thermischen Gleichgewicht sind, sind sie miteinander im thermischen Gleichgewicht“.
Wenn ein heißeres Objekt mit einem kühleren Objekt in Kontakt gebracht wird, überträgt das heißere Objekt Wärmeenergie auf das kühlere Objekt. Dieser Vorgang bewirkt, dass das heißere Objekt abkühlt und das kühlere Objekt wärmer wird.
Dieser Energieaustausch wird fortgesetzt, bis die beiden Objekte die gleiche Temperatur haben oder sich in einem Gleichgewichtszustand befinden.
Um dies zu veranschaulichen, nehmen Sie zum Beispiel eine Tasse heißes Wasser (System A) und eine Tasse kaltes Wasser (System B), die in einem Raum (Umgebung) stehen bleiben. Der Prozess zwischen der Tasse mit heißem Wasser (System A) und dem Raum (Umgebung) ist exotherm, da Wärmeenergie verloren geht. Umgekehrt ist der Prozess zwischen dem Becher mit kaltem Wasser (System B) und dem Raum (Umgebung) endotherm, da Wärmeenergie vom Becher mit kaltem Wasser aufgenommen wird. Schließlich erreichen alle drei die gleiche Temperatur, die Temperatur des Raumes.
Es ist wichtig zu beachten, dass immer dann, wenn zwei Objekte unterschiedlicher Temperatur miteinander in Kontakt gebracht werden, Energie von wärmeren Objekten zu den kühleren Objekten wandert. Insofern hängt die Richtung der Energieübertragung nicht von der Energiemenge ab, sondern nur von den beteiligten Temperaturen.
