Τόσο στην αγωγή όσο και στη μεταφορά, η θερμαινόμενη ύλη κινείται από τη μία περιοχή στην άλλη ή η θερμική ενέργεια ρέει μέσα σε ένα υλικό.
Η φυσική περιγράφει τη μεταφορά θερμότητας ή την κίνηση της θερμικής ενέργειας με τρεις τρόπους. Αυτά είναι αγωγιμότητα, μεταφορά και ακτινοβολία.
Η υψηλότερη θερμοκρασία σημαίνει υψηλότερη κινητική ενέργεια
Όταν υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας μέσα σε ένα κομμάτι υλικού, η θερμότητα από το μέρος που έχει υψηλή θερμοκρασία θα ρέει στο μέρος με τη χαμηλότερη θερμοκρασία. Αυτό είναι γνωστό ως η γενική θεωρία αγωγής μεταφοράς θερμότητας. Η υψηλότερη θερμοκρασία υποδηλώνει υψηλότερη κινητική ενέργεια - τα άτομα στο μέρος του υλικού που είναι πιο ζεστό κινούνται πιο γρήγορα. Αυτά τα γρήγορα κινούμενα άτομα θα συγκρούονται φυσικά με αργά κινούμενα στο μέρος του υλικού που είναι πιο κρύο. Το αποτέλεσμα είναι ότι τα γρήγορα κινούμενα άτομα χάνουν ενέργεια και τα αργά κινούμενα κερδίζουν ενέργεια. Αυτή η όλη διαδικασία μεταφοράς ενέργειας είναι μεταφορά θερμότητας αγωγιμότητας.
Η μαθηματική περιγραφή αυτού του φαινομένου διατυπώθηκε από τον Γάλλο φυσικό Joseph Fourier και η εξίσωση ονομάζεται Νόμος του Fourier. Αυτή η εξίσωση δηλώνει ότι ο ρυθμός μεταφοράς θερμότητας μπορεί να προσδιοριστεί δεδομένου του προφίλ θερμοκρασίας του υλικού και της θερμικής αγωγιμότητας του. Το προφίλ θερμοκρασίας αναφέρεται στη διαφορά θερμοκρασιών. Η θερμική αγωγιμότητα από την άλλη πλευρά βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στο είδος του υλικού που χρησιμοποιείται και στις φυσικές του ιδιότητες. Ορισμένα υλικά όπως τα μεταλλικά σύρματα χαλκού επιτρέπουν εύκολα και γρήγορα τη ροή θερμότητας μέσω αυτού και έτσι είναι καλοί θερμικοί αγωγοί. Οι θερμικοί μονωτές αναφέρονται σε υλικά που έχουν το αντίθετο χαρακτηριστικό και παραδείγματα είναι υαλοβάμβακα ή καουτσούκ. Οι φυσικές διαστάσεις επηρεάζουν άμεσα τη θερμική αγωγιμότητα. Η μεταφορά ενέργειας θα πάρει φυσικά περισσότερο χρόνο σε υλικά μεγάλου ή ακανόνιστου σχήματος σε σύγκριση με μικρά, εξορθολογισμένα ή συμμετρικά σχήματα.
Αυτή η όλη διαδικασία μεταφοράς ενέργειας είναι μεταφορά θερμότητας αγωγιμότητας.
Ενώ η αγωγή ασχολείται με την κινητική ενέργεια των ατόμων και χρησιμεύει ως η γενική περιγραφή της μεταφοράς θερμότητας, η μεταφορά αφορά την κίνηση της θερμότητας και της ύλης από μια περιοχή υψηλής θερμοκρασίας σε μια χαμηλή. Περιλαμβάνει μεταφορά θερμότητας τις ιδιότητες της πίεσης και της πυκνότητας. Όταν μια ουσία θερμαίνεται γενικά γίνεται λιγότερο πυκνή και όσον αφορά τα αέρια και τα υγρά, αυτό επηρεάζει την πλευστότητά τους. Ένα βραστό δοχείο νερού είναι ένα απλό παράδειγμα μεταφοράς θερμότητας μεταφοράς. Το νερό στο κάτω μέρος του δοχείου είναι το πρώτο που θερμαίνεται, γίνεται λιγότερο πυκνό και ανεβαίνει στην επιφάνεια παράγοντας φυσαλίδες. Το νερό στην κορυφή, ακόμα κρύο και πιο πυκνό, βυθίζεται στο κάτω μέρος της κατσαρόλας και θερμαίνεται με τη σειρά του. Αυτό που συμβαίνει τότε είναι μια συνεχής ροή θερμότητας και ύλης μεταξύ ζεστών και κρύων περιοχών. Αυτή η ροή ονομάζεται ρεύματα μεταφοράς.
Η ακτινοβολία αφορά τη μεταφορά θερμότητας χωρίς παρεμβαλλόμενο μέσο. Τόσο στην αγωγή όσο και στη μεταφορά, η θερμαινόμενη ύλη κινείται από τη μία περιοχή στην άλλη ή η θερμική ενέργεια ρέει μέσα σε ένα υλικό. Με την ακτινοβολία, ωστόσο, η ενέργεια της θερμότητας κινείται κυρίως από κενό χώρο Αυτό που ρέει ή ακτινοβολεί δεν είναι απαραίτητα ενέργεια με τη μορφή θερμότητας αν και αρχικά μπορεί να ήταν έτσι. Όταν ανάβετε έναν αγώνα, η θερμότητα δημιουργεί φως και το φως είναι μια μορφή ενέργειας που μπορεί να ταξιδέψει είτε ως σωματίδιο είτε ως κύμα και να χτυπήσει οποιοδήποτε υλικό σε απόσταση. Έτσι, η μεταφορά ενέργειας συμβαίνει ακόμη και αν ένα υλικό δεν συνδέεται άμεσα με την πηγή θερμότητας.
