Lämpösiirtymämenetelmät

Lämpösiirtymämenetelmät viittaavat erilaisiin fysikaalisiin prosesseihin, joiden kautta lämpöenergia liikkuu paikasta toiseen. Yleisimmät menetelmät ovat johtuminen, kuljetus ja säteily. Jokaisella menetelmällä on omat erityispiirteensä ja sovelluskohteensa.

Johtuminen eli konduktio tapahtuu aineen sisällä ilman aineen makroskooppista liikettä. Se on yleisin tapa, jolla lämpö siirtyy kiinteissä aineissa, kuten metallien ja seinien läpi. Johtuminen perustuu atomien ja molekyylien värähtelyiden siirtymiseen ja vapaiden elektronien liikkeeseen. Materiaalin lämmönjohtavuus kuvaa sen kykyä siirtää lämpöä johtumalla.

Kuljetus eli konvektio on lämmönsiirtoa, jossa lämpöenergia siirtyy nesteen tai kaasun liikkeen mukana. Tämä voi olla luonnollista, kuten veden kuumeneminen kattilassa, tai pakotettua, kuten tuulettimen avulla tapahtuva ilmankierto. Kuljetuksessa lämpimämpi ja kevyempi neste tai kaasu nousee ja viileämpi ja raskaampi laskeutuu, luoden virtausliikettä.

Säteily on lämmönsiirtoa sähkömagneettisten aaltojen välityksellä. Se ei vaadi väliainetta, ja siksi se on ainoa tapa, jolla lämpö voi siirtyä tyhjiössä, kuten Auringosta Maahan. Kaikki kappaleet, joiden lämpötila on absoluuttisen nollapisteen yläpuolella, säteilevät lämpöenergiaa. Esimerkkejä ovat takkatulen lämpö tai auringonpaiste. Usein nämä kolme menetelmää esiintyvät yhdessä ja vaikuttavat kokonaislämmönsiirtoon.