Dos objetos en contacto físico entre sí se encuentran en equilibrio térmico cuando alcanzan la misma temperatura y ya no se produce un intercambio de energía térmica. Según HyperPhysics, la relación de equilibrio térmico sigue al Zeroth Ley de la termodinámica, que establece que "si dos sistemas se encuentran al mismo tiempo en equilibrio térmico con un tercer sistema, están en equilibrio térmico entre sí".
Cuando un objeto más caliente se pone en contacto con un objeto más frío, el objeto más caliente transfiere energía térmica al objeto más frío. Este proceso hace que el objeto más caliente se enfríe y el objeto más frío se vuelva más cálido.
Este intercambio de energía continúa hasta que los dos objetos tengan la misma temperatura o estén en un estado de equilibrio.
Para ilustrar esto, tome por ejemplo una taza de agua caliente (sistema A) y una taza de agua fría (sistema B) que quedan en una habitación (alrededores). El proceso que se produce entre la taza de agua caliente (sistema A) y la habitación (entorno) es exotérmico porque se pierde energía térmica. A la inversa, el proceso que ocurre entre la taza de agua fría (sistema B) y la habitación (alrededores) es endotérmico porque la taza de agua fría absorbe la energía térmica. Finalmente, los tres alcanzan la misma temperatura, la temperatura de la habitación.
Es importante tener en cuenta que cada vez que dos objetos de diferentes temperaturas se ponen en contacto entre sí, la energía de los objetos más cálidos siempre se mueve hacia los objetos más fríos. En este sentido, la dirección de la transferencia de energía no depende de la cantidad de energía, solo de las temperaturas involucradas.
