La distribución de la energía térmica en un sistema determina la dirección del flujo de calor. El calor fluye de las regiones de alta energía a las regiones de menor energía hasta que la energía en ambas regiones se vuelve igual. >
La cantidad de energía térmica de una determinada masa o volumen de material se denomina entalpía y es directamente proporcional a la temperatura del material. El calor fluye de las regiones de alta a baja temperatura porque la entalpía en las regiones de alta temperatura es más alta que en las regiones de baja temperatura. A medida que aumenta la diferencia de temperatura entre dos regiones, aumenta la tasa de flujo de calor.
El proceso puede compararse a una rampa, en la que la diferencia entre los lados de temperatura superior e inferior son los lados superior e inferior de la rampa, respectivamente. A medida que aumenta la inclinación de la rampa de gradiente de temperatura, también aumenta el flujo de calor, comparado con el agua o una bola que baja por la rampa.
Los diferentes materiales tienen diferentes conductividades térmicas, por lo que incluso cuando la diferencia de temperatura entre las regiones de los materiales con formas idénticas pero diferentes es la misma, la velocidad a la que el calor fluye a través de los dos materiales no es la misma. Revisando la analogía de la rampa, esta conductividad térmica puede compararse con la rugosidad o la suavidad de la rampa. Los materiales con alta conductividad térmica tienen rampas suaves, mientras que aquellos con baja conductividad tienen ásperas.
