Lämmönsiirtoprosessien

Lämpönsiirtoprosessit kuvaavat mekanismia, jolla lämpöenergia liikkuu kohteesta toiseen. Tämä energian siirtyminen tapahtuu aina korkeamman lämpötilan alueelta matalamman lämpötilan alueelle, pyrkien saavuttamaan termisen tasapainon. Kolme ensisijaista lämmönsiirtomuotoa ovat johtuminen, kuljetus ja säteily.

Johtuminen on lämmön siirtymistä aineen sisällä tai aineiden välillä suorassa kontaktissa. Tämä tapahtuu pääasiassa kiinteissä aineissa, joissa atomien ja molekyylien värähtelyt siirtävät energiaa toisilleen. Hyviä lämmönjohteita ovat metallit, kun taas eristeet, kuten puu tai muovi, johtavat lämpöä huonommin.

Kuljetus, tai konvektio, on lämmön siirtymistä nesteiden tai kaasujen liikkeen mukana. Kun neste tai kaasu lämpenee, sen tiheys yleensä vähenee, jolloin se nousee ja kylmempi, tiheämpi aine laskeutuu korvaamaan sen. Tämä luo luonnollisen kiertoliikkeen, joka siirtää lämpöä tehokkaasti. Esimerkiksi veden kiehuminen kattilassa tai ilman kiertäminen huoneessa on kuljetuksen tulosta.

Säteily on lämmönsiirtoa sähkömagneettisten aaltojen avulla, eikä se vaadi väliainetta. Auringon lämpö saavuttaa Maan säteilyn avulla, ja myös kuumat esineet, kuten takan liekit tai hehkuva hiili, lähettävät lämpösäteilyä. Kaikki kappaleet, joiden lämpötila on absoluuttisen nollapisteen yläpuolella, säteilevät lämpöä. Nämä kolme prosessia esiintyvät usein yhdessä monimutkaisissa lämmönsiirtotilanteissa.