Lämmönkulkeutuminen

Lämpömekaniikan perusperiaatteisiin kuuluva lämmönkulkeutuminen eli lämmönsiirto kuvaa prosessia, jossa lämpöenergia siirtyy korkeamman lämpötilan alueelta matalamman lämpötilan alueelle. Tämä siirtyminen voi tapahtua kolmella eri mekanismilla: johtumalla, kuljettumalla ja säteilemällä.

Johtuminen on lämmönsiirto, joka tapahtuu aineen sisällä ilman aineen merkittävää liikettä. Kiinteissä aineissa tämä tapahtuu pääasiassa atomien ja molekyylien värähtelyjen ja vapaiden elektronien avulla. Metallit ovat hyviä lämmönjohteita, kun taas esimerkiksi puu ja muovit johtavat lämpöä huonommin.

Kuljetus puolestaan vaatii aineen liikettä. Se on yleinen tapa lämmönsiirtoon nesteissä ja kaasuissa. Esimerkiksi veden kuumentaminen kattilassa tapahtuu kuljetuksen avulla, kun lämmennyt vesi nousee ylöspäin ja viileämpi vesi laskeutuu alas.

Säteily on lämmönsiirtoa, joka tapahtuu sähkömagneettisen säteilyn avulla. Auringon lämpö maapallolle saapuu säteilemällä, ja kuuma kappale lähettää lämpösäteilyä ympäröivään tilaan. Lämmönsäteily ei vaadi väliainetta, vaan se voi kulkea tyhjiössä. Lämmönsiirtymisen tehokkuus riippuu useista tekijöistä, kuten materiaalin ominaisuuksista, lämpötilaerosta ja pinta-alasta.