Wersja z 14:49, 24 mar 2014

Każda różnica temperatur w obrębie danego ciała lub między dwoma różnymi ciałami prowadzi do wymiany ciepła. W ten sposób zachowana zostaje równowaga termiczna. Wymiana ciepła może odbywać się na trzy różne sposoby: poprzez przewodzenie, konwekcję lub promieniowanie. W rzeczywistości wymiana ciepła odbywa się na te trzy sposoby jednocześnie.

Przewodnictwo ma miejsce między ciałami stałymi lub między cienkimi warstwami cieczy lub gazu. Poruszające się molekuły przekazują energię kinetyczną do sąsiednich molekuł.

Konwekcja może odbywać się jako konwekcja swobodna przy ruchu naturalnym mającym miejsce w danym środowisku lub jako konwekcja wymuszona gdzie ruch spowodowany jest na przykład przez pompę albo wentylator. Wymuszona konwekcja powoduje dużo bardziej intensywną wymianę ciepła.

Wszystkie ciała przy temperaturze powyżej 0°K emitują promieniowanie cieplne. Jeżeli promieniowanie natrafi na ciało to część energii jest absorbowana i zamieniona na ciepło. Ta część która nie została zaabsorbowana przenika przez ciało lub zostaje odbita. Tylko ciała doskonale czarne mogą teoretycznie absorbować całą energię promieniowania. W rzeczywistości wymiana ciepła jest sumą wymian ciepła zachodzących w procesie przewodnictwa, konwekcji i promieniowania. Ogólną zależność pokazuje poniższy wzór:

$ q = k \times A \times \delta T \times t $

gdzie:

• $ q $ - ilość ciepła ($ J $)
• $ k $ - całkowity współczynnik przenikania ciepła ($ W/m^2 \times K $)
• $ A $ - powierzchnia ($ m^2 $)
• $ \delta T $ - różnica temperatur
• $ t $ - czas ($ s $)