K přenosu tepla dochází třemi hlavními mechanismy: vedením, kde důsledně vibrující molekuly přenášejí svou energii na jiné molekuly s nižší energií; konvekce, při které hromadný pohyb kapaliny způsobuje proudy a víry, které podporují směšování a distribuci tepelné energie; a záření, kdy horké tělo vydává energii, která může působit na jiný systém prostřednictvím elektromagnetických vln. Konvekce a vedení jsou dvě nejvýznamnější metody přenosu tepla v kapalinách a plynech.
Obecné vedení
K vedení obvykle dochází v pevných látkách. Elektrické sporáky využívají vodivý přenos tepla k přivedení hrnce s vodou do varu: tepelná energie se přenáší z horkého hořáku do chladného hrnce, což způsobuje zvýšení teploty vody. K vedení dochází kvůli vibracím molekul. V pevné látce mají atomy uspořádané velmi těsně v mřížových strukturách velmi malou volnost pohybu v prostoru. Jak se hořák zahřívá, atomy v kovu začnou vibrovat rychleji a rychleji, jak se jejich energie zvyšuje. Když na hořák umístíte chladnou nádobu s vodou, vytváříte teplotní gradient - místo, kam může proudit teplo. Protože energie proudí z horkých věcí do chladnějších věcí, vibrační atomy hořáku přenášejí část svého tepla na atomy, které tvoří kov vaší nádoby s vodou. To způsobí, že atomy hrnce vibrují a přenášejí svou energii do vody.
Vedení v plynech a kapalinách
Vedení je častější u pevných látek, ale v zásadě se může - a stává - v kapalinách a plynech, prostě ne velmi dobře. Protože molekuly tekutin mají větší volnost pohybu než v pevných látkách, je menší šance, že vibrující molekuly se srazí s jinou a přenesou energii skrz tekutinu. Ve skutečnosti je vzduch tak špatným vodičem, že se používá k izolaci domů. Některá energeticky účinná okna mají mezi sebou „vzduchové mezery“, které vytvářejí vzduchovou kapsu mezi vnitřkem domu a studeným venkovním vzduchem. Protože vzduch příliš dobře nevede teplo, zůstává uvnitř domu více tepla, protože vzduch ztěžuje této tepelné energii cestu ven.
Proudění
Konvekce je zdaleka nejúčinnějším a nejběžnějším způsobem přenosu tepla kapalinami a plyny. Nastává, když se některé oblasti tekutiny ohřívají více než jiné, což způsobuje proudy tekutiny, které ji pohybují, aby distribuovaly toto teplo rovnoměrněji. Myslete na dům v zimním období. Možná jste si všimli, že podkroví je vždy velmi teplé, zatímco suterén je obvykle chladný. Stává se to proto, že když se vzduch zahřívá, stává se lehkým, což způsobuje, že se pohybuje nahoru ke stropu. Studený vzduch je mnohem těžší a padá na podlahu. Když se horký vzduch pohybuje ke stropu a studený vzduch klesá, tyto dva typy vzduchu se srazí a promíchají teplo z teplého ramene se přenese do chladnějšího vzduchu a distribuuje tak teplo po místnosti.
Záření
Záření nastává, když se tělo dostatečně zahřeje na to, aby emitovalo elektromagnetickou energii. Slunce je klasickým příkladem přenosu sálavého tepla: je ve vesmíru velmi daleko, ale je dostatečně horké, abyste cítili jeho teplo. Cítíte toto teplo kvůli záření a dokonce i v chladném dni se na slunci cítí teplo. Elektromagnetická energie může cestovat prázdným prostorem a způsobit zahřátí cílového objektu z dálky. Radiační přenos tepla se běžně nevyskytuje v kapalinách a plynech.