Il trasferimento di calore è convenzionalmente suddiviso in tre categorie: convezione, conduzione e irraggiamento.
La conduzione è il processo di trasferimento del calore tra materiali che sono a diretto contatto. Ad esempio, quando si posiziona una pentola su un piano cottura elettrico, il calore passa dal piano cottura alla pentola per conduzione. La conduzione trasferisce quindi il calore dal fondo della casseruola alla superficie interna, e da lì al resto della pentola e al suo contenuto.
La conduzione trasferisce l'energia termica dal materiale più caldo a quello più freddo. Nella torrefazione del caffè, il calore si trasferisce ai chicchi per conduzione quando i chicchi toccano qualsiasi superficie calda all'interno del tamburo, comprese le pareti del tamburo e le pale. Il calore si trasferisce anche da chicco a chicco per conduzione. La conduzione è un processo relativamente lento che si verifica solo se i materiali sono a diretto contatto.
La convezione è il processo di trasferimento del calore attraverso il movimento di un fluido. Nel caso della tostatura del caffè, il fluido è l'aria. All'interno della pentola, l'acqua che tocca il fondo della pentola raccoglie energia termica per conduzione dalla superficie della pentola. L'acqua più calda è meno densa, quindi sale, portando con sé l'energia termica. Nel frattempo, l'acqua più fredda scorre per sostituirla. Questo movimento crea correnti all'interno dell'acqua che spostano efficacemente il calore.
Conduzione (1) e convezione (2) in una casseruola. Per conduzione, il calore si propaga dall'elemento riscaldante alla piastra riscaldante, dalla piastra riscaldante alla pentola e dalla pentola all'acqua. L'acqua calda diventa meno densa e sale, creando correnti nell'acqua. Il movimento dell'acqua calda è chiamato avvezione. La convezione è la combinazione di conduzione (il trasferimento di calore nell'acqua) e avvezione (il movimento dell'acqua).
Tuttavia, queste correnti naturali non sono l'unica forma di convezione. Se mescoli l'acqua, la fai circolare più velocemente. L'acqua porta ancora con sé energia termica, quindi anche questa è una forma di convezione. In una torrefazione del caffè,