Lämpöjakautumisen

Lämpöjakautuminen, suomeksi myös lämmön jakautuminen, viittaa ilmiöön, jossa lämpöenergia jakautuu tai leviää tietyssä järjestelmässä tai aineessa. Tämä prosessi on olennainen monilla fysiikan ja insinööritieteiden aloilla, mukaan lukien termodynamiikka, lämmönsiirto ja materiaalitiede. Lämpöjakautuminen tapahtuu yleensä kolmella päätavalla: johtumalla, kuljettumalla ja säteilemällä.

Johtuminen on lämmön siirtymistä suoraan atomien tai molekyylien törmäysten kautta. Se on yleisin tapa, jolla lämpö leviää kiinteissä aineissa. Johtumiseen vaikuttavat materiaalin ominaisuudet, kuten sen lämmönjohtavuus. Esimerkiksi metallit johtavat lämpöä hyvin, kun taas eristeet, kuten puu tai muovi, johtavat sitä huonosti.

Kuljetus, eli konvektio, on lämmön siirtymistä nesteen tai kaasun liikkeen mukana. Kun neste tai kaasu lämpenee, se yleensä laajenee ja muuttuu vähemmän tiheäksi, jolloin se nousee ylöspäin. Samalla viileämpi ja tiheämpi aine painuu alaspäin, luoden kiertoliikkeen, joka jakaa lämpöä. Luonnollisessa konvektiossa liike tapahtuu tiheyserojen vuoksi, kun taas pakotetussa konvektiossa ulkoinen voima, kuten pumppu tai tuuletin, saa aineen liikkumaan.

Säteily on lämmön siirtymistä sähkömagneettisten aaltojen, kuten infrapunasäteilyn, avulla. Tämä lämmönsiirtotapa ei vaadi väliainetta ja on siksi merkittävä esimerkiksi Auringon lämmittäessä Maata. Kaikki kappaleet, joiden lämpötila on absoluuttista nollapistettä korkeampi, lähettävät lämpösäteilyä. Lämpöjakautumisen ymmärtäminen on keskeistä esimerkiksi rakennusten energiatehokkuuden parantamisessa, moottoreiden jäähdytyksessä ja monissa teollisissa prosesseissa.