Varmeovergang

Varmeovergang, eller varmeoverførsel, er overførsel af termisk energi mellem legemer eller gennem medier som følge af temperaturforskelle. Fænomenet er centralt i alt fra naturprocesser til tekniske systemer og kan foregå mellem faste stoffer, væsker og gasser eller mellem en krop og dens omgivelser.

Der er tre hovedmekanismer for varmeovergang: varmeledning, konvektion og varmestråling. Varmeledning forekommer primært i faste stoffer og beskrives af Fourier’s lov, hvor den overførte varme pr. tid q er proportional med temperaturgradienten: q = -k ∂T/∂x. Her er k den termiske ledningsevne, og jo højere k, desto lettere leder materialet varme. Konvektion opstår i væsker og gasser og kan være naturlig eller tvunget. Den drives af væskens bevægelse, og varmeoverførslen kan beskrives med varmeovergangskonstanten h. Varmeoverførsel via stråling sker mellem kroppers overflader og kræver ikke et fysisk medie; den følger ofte Stefan–Boltzmann-ligningen, hvor den strålede effekt P ≈ εσA(T^4 − T_env^4) afhænger af emissivitet ε, areal A og temperaturerne.

Anvendelser og relevans: i byggeriet forhindrer eller reducerer varme tab ved hjælp af isolering; i proces- og energiteknik bruges varmevekslere til effektiv varmeudveksling mellem funktionsstrømme; i elektronik og mekanik kræves køling for at undgå overophedning; i hverdagen spiller varmeovergang en rolle ved madlavning og klimasystemer.

Måleenheder og praktiske begreber omfatter effektmåling i watt (W) og temperaturforskelsens rolle for varmeflowet, ofte behandlet gennem varmebestandighed og konvektions- eller strålingskoefficienter.