有传热当能量变为从一个体到另一个由于在两者之间的温度差。一旦接触的物体的温度相等或当它们之间的接触消除时，传热过程就会停止。
在给定的时间内从一个物体传递到另一个物体的能量称为传递热量。一个身体可以将热量传给另一个，也可以吸收，但是热量总是从温度最高的身体传到温度最低的身体。
图1.在篝火中，存在三种热传递机理：传导，对流和辐射。资料来源：
热的单位与能量的单位相同，在国际测量系统（SI）中为焦耳（J）。其他常用的热量单位是卡路里和BTU。
至于控制热传递的数学定律，它们取决于交换所涉及的机制。
当热量从一个物体传导到另一个物体时，热交换的速率与温度差成正比。这就是所谓的傅里叶导热系数定律，从而导致牛顿冷却定律。
传热的形式/机理
它们是在两个物体之间进行热交换的方式。公认的三种机制：
-驾驶
-对流
-辐射
在上图所示的锅中，有以下三种传热机制：
-锅中的金属主要通过传导加热。
-水和空气被对流加热并上升。
-锅附近的人被辐射所加热。
驾驶
导热主要发生在固体中，特别是在金属中。
例如，厨房中的火炉通过底部的金属和容器的金属壁通过传导机构将热量传递到锅内的食物。在热传导中，没有物质传输，只有能量。
对流
对流机制是液体和气体的典型特征。这些在较高温度下几乎总是密度较小，因此，热量从较热的流体部分向上传输到较冷的流体部分到较高的区域。在对流机制中，存在物料输送。
辐射
就其本身而言，辐射机构即使在两个物体不接触时也允许它们之间进行热交换。最直接的例子是太阳，它通过它们之间的空白加热地球。
所有物体都会发出并吸收电磁辐射。如果两个物体处于不同的温度，甚至处于真空中，则一段时间后，由于电磁辐射的热交换，它们将达到相同的温度。
传热率
在平衡的热力学系统中，与环境交换的总热量很重要，因此系统从一种平衡状态传递到另一种平衡状态。
另一方面，在热传递中，当系统尚未达到热平衡时，关注的重点是瞬态现象。重要的是要注意，一定时间内会交换热量，即有一定的传热速度。
例子
-导热的例子
在热导率中，热能通过材料的原子和分子之间的碰撞传递，无论是固体，液体还是气体。
固体是比气体和液体更好的热导体。在金属中，有自由电子可以移动通过金属。
由于自由电子具有很高的迁移率，它们能够更有效地通过碰撞传递动能，这就是金属具有高导热性的原因。
从宏观的角度来看，热导率是指单位时间内传递的热量或热量H：
图2.通过条的热传导。由Fanny Zapata编写。
热电流H与面积A的横截面和每单位纵向距离的温度变化成比例。
将该方程用于计算如图2中所示的棒的热电流H，该热电流H分别位于两个温度T 1和T 2的储层之间，其中T 1 > T 2。
材料的导热系数
以下是一些材料的导热系数，以瓦特/米/开尔文为单位：W /（m。K）
铝-------- 205
铜--------- 385
银---------- 400
钢---------– 50
软木或玻璃纤维-0.04
混凝土或玻璃----- 0.8
木----- 0.05至0.015
空气--------– 0.024
-对流热的例子
在热对流中，由于流体的运动而传递能量，该流体在不同的温度下具有不同的密度。例如，当水在锅中烧开时，底部附近的水会升高温度，因此会膨胀。
这种膨胀使热水上升，而冷水下降而占据上升的热水所留下的空间。结果是循环运动一直持续到所有温度均等为止。
对流既决定着大质量空气在地球大气中的运动，又决定了海流的循环。
-辐射热的例子
在通过传导和对流进行热传递的机制中，需要存在一种物质来传递热量。相反，在辐射机构中，热量可以通过真空从一个物体传递到另一个物体。
这是太阳在比地球温度高的温度下通过空间真空直接将能量传递给我们的星球的机制。辐射通过电磁波传给我们。
所有材料都能够发射和吸收电磁辐射。发射或吸收的频率的最大值取决于材料的温度，并且该频率随温度增加。
黑体的发射或吸收光谱中的主要波长遵循维恩定律，该定律指出主要波长与体温的倒数成正比。
另一方面，身体通过电磁辐射发射或吸收热能的功率（瓦特）与绝对温度的四次功率成比例。这就是斯蒂芬定律：
P =εAσT 4
在上面的表达式中，σ是Stefan常数，其值为5.67 x 10-8 W / m 2 K 4。A是物体的表面积，ε是材料的发射率，是一个无量纲常数，其值在0到1之间，并取决于材料。
运动解决
考虑图2中的条。假设条长5厘米，半径1厘米，由铜制成。
钢筋放置在两个壁之间，以保持其温度恒定。第一壁的温度为T1 =100ºC，另一壁的温度为T2 =20ºC。确定：
a。-热电流H的值
b.-距温度T1壁2厘米，3厘米和4厘米处的铜棒温度。
解决方案
由于铜条放置在两壁之间，两壁始终保持相同的温度，因此可以说它处于稳定状态。换句话说，热电流H在任何时刻都具有相同的值。
为了计算该电流，我们应用将电流H与温度差和钢筋长度相关联的公式。
横截面积为：
A =πR 2 = 3.14 *（1×10 -2米）2 = 3.14×10 -4米2
棒的两端之间的温差为
ΔT=（100ºC-20ºC）=（373K-293K）= 80K
Δx= 5厘米= 5 x 10 -2 m
高= 385 W /（m K）* 3.14 x 10 -4 m 2 *（80K / 5 x 10 -2 m）= 193.4 W
由于已经达到稳定状态，因此该电流在条上的任何一点和任何瞬间都是相同的。
解决方案b
在这一部分中，我们要求计算在距壁T 1的距离Xp处的点P处的温度Tp 。
在点P处给出热电流H的表达式为：
根据此表达式，可以通过以下公式计算Tp：
让我们分别用数字值计算在2 cm，3 cm和4 cm位置的温度Tp：
- Tp ＝ 340.6K ＝ 67.6℃。距离T1 2厘米
- Tp = 324.4K = 51.4°C; 距离T1 3厘米
- Tp = 308.2K = 35.2°C; 距离T1 4厘米
参考文献
- Figueroa，D.，2005年。系列：科学与工程物理。第5卷。流体与热力学。由Douglas Figueroa（USB）编辑。
- 柯克·帕特里克（Kirkpatrick，L。），2007年。《物理学：世界观》。第六版。圣智学习。
- Lay，J.，2004年。《工程师通用物理学》。USACH。
- Mott，R.，2006年。流体力学。4号 版。培生教育。
- I. Strangeways，2003年。《测量自然环境》。2号 版。剑桥大学出版社。
- 维基百科。导热系数。从以下位置恢复：es.wikipedia.com