Lämpönsiirtomenetelmiä

Lämpönsiirtomenetelmiä ovat fysikaaliset prosessit, joiden avulla lämpöenergia siirtyy paikasta toiseen. Nämä menetelmät ovat keskeisiä monissa luonnollisissa ilmiöissä ja teknologisissa sovelluksissa. Kolme pääasiallista lämpönsiirtomenetelmää ovat johtuminen, kuljetus ja säteily.

Johtuminen on lämmönsiirtoa, joka tapahtuu aineen sisällä, kun hiukkaset värähtelevät ja törmäilevät toisiinsa. Tämä tapahtuu ilman, että aineen kokonaisuutena tarvitsee liikkua. Johtuminen on tehokkainta kiinteissä aineissa, erityisesti metalleissa, jotka ovat hyviä lämmönjohteita. Esimerkiksi metallikauhan kahva kuumenee, kun sitä pidetään kuumassa nesteessä.

Kuljetus, eli konvektio, on lämmönsiirtoa, joka tapahtuu fluidin, eli nesteen tai kaasun, liikkeen mukana. Kun fluidin osa kuumenee, se muuttuu vähemmän tiheäksi ja nousee ylöspäin, samalla kun kylmempi ja tiheämpi fluidi laskeutuu alas. Tämä luo kiertoliikkeen, joka siirtää lämpöä. Esimerkkejä kuljetuksesta ovat veden lämpeneminen kattilassa liedellä tai ilman kiertäminen huoneessa lämmityksen avulla.

Säteily on lämmönsiirtoa, joka ei vaadi väliainetta. Lämpöenergia siirtyy sähkömagneettisina aaltoina, kuten infrapunasäteilynä. Kaikki kappaleet, joiden lämpötila on absoluuttisen nollapisteen yläpuolella, säteilevät lämpöä. Aurinko lämmittää Maata säteilyn avulla. Esimerkki arjessa on takkatulen lämmön tunteminen etäältä. Usein nämä kolme menetelmää esiintyvät yhdessä monimutkaisissa järjestelmissä.