Lämmönvaihtoprosessien

Lämmönvaihtoprosessit, eli lämmönsiirtoprosessit, kuvaavat energian siirtymistä järjestelmästä toiseen lämpötilaeron seurauksena. Tämä siirtyminen voi tapahtua kolmella pääasiallisella tavalla: johtumalla, kuljettumalla ja säteilemällä. Johtuminen on lämmön siirtymistä aineen sisällä, kun partikkelit värähtelevät ja törmäilevät toisiinsa, siirtäen energiaa eteenpäin ilman aineen kokonaisliikettä. Tämä on yleisin tapa, jolla lämpö siirtyy kiinteissä aineissa.

Kuljetus, eli konvektio, tapahtuu nesteissä ja kaasuissa, kun lämpö siirtyy aineen liikkuessa. Lämmennyt aine on vähemmän tiheää ja nousee, siirtäen lämpöä mukanaan, kun taas viileämpi ja tiheämpi aine laskeutuu täyttämään sen paikan, luoden kiertoliikkeen. Luonnollinen konvektio syntyy lämpötilaeroista, kun taas pakotettu konvektio tapahtuu ulkoisen voiman, kuten pumpun tai tuulettimen, vaikutuksesta.

Säteily on lämmön siirtymistä sähkömagneettisen säteilyn muodossa, eikä se vaadi väliainetta. Aurinko lämmittää maapalloa pääasiassa säteilyn avulla. Kaikki kappaleet, joiden lämpötila on absoluuttista nollapistettä korkeampi, säteilevät lämpöä. Lämmönvaihtoprosessien ymmärtäminen on olennaista monilla aloilla, kuten rakennustekniikassa, teollisissa prosesseissa ja luonnonilmiöiden selittämisessä. Laitteita, jotka on suunniteltu tehokkaaseen lämmönsiirtoon, kutsutaan lämmönvaihtimiksi.