energiutveksling

Energiutveksling er prosessen der energi overføres mellom systemer eller mellom delene av et system som følge av forskjeller i tilstand, som temperatur, trykk eller elektrisk potensial. Energi kan overføres som varme (termisk energi), arbeid eller i form av elektromagnetisk stråling, og den totale energien i et isolert system forblir konstant.

Hovedmekanismene for varmeutveksling er konduksjon, konveksjon og stråling. Konduksjon skjer ved direkte kontakt mellom materialer og overføring av energi mellom partikler og elektroner. Konveksjon innebærer energioverføring via bevegelse av væsker eller gasser. Stråling overfører energi gjennom elektromagnetiske bølger og trenger ikke et medium. Energi kan også overføres i form av arbeid, der en kraft flytter et legeme og gjør en avstand.

Praktiske beskrivelser av varme- og energioverføring bruker blant annet Fouriers lov for konduktiv varmeoverføring og enkle kjølemodeller som Newtons kjølelov. Effektiviteten i energioverføringsprosesser påvirkes av materialegenskaper, grenseflater og temperaturforskeller, og entropi gir retning for spontane prosesser.

I naturen driver energiutveksling hele kloden: solstråler gir energi som driver fotosyntese og næringskjeder, mens i tekniske systemer som bygninger og maskiner utformes varmevekslere og isolasjon for å kontrollere energiflyten og oppnå ønsket temperatur og effektivitet.