A hőátadás három fő mechanizmus útján megy végbe: vezetés, ahol a szigorúan vibráló molekulák energiájukat alacsonyabb energiájú más molekulákba továbbítják; konvekció, amelyben a folyadék tömeges mozgása áramokat és örvényeket okoz, amelyek elősegítik a keveredést és a hőenergia eloszlását; és sugárzás, ahol egy forró test olyan energiát bocsát ki, amely elektromágneses hullámokon keresztül képes hatni egy másik rendszerre. A konvekció és a vezetés a két legkiemelkedőbb módszer a folyadékok és gázok hőátadására.
Általános vezetés
A vezetés jellemzően szilárd anyagokban történik. A villanytűzhelyek vezetőképes hőátadással forralják fel a fazék vizet: a hőenergia átkerül a forró égőből a hűvös fazékba, aminek következtében a víz hőmérséklete megnő. A vezetés a molekulák rezgése miatt következik be. Szilárd anyagban az atomok, amelyek nagyon szorosan rácsszerű szerkezetekbe vannak rendezve, nagyon kevés szabadsággal rendelkeznek az űrben való mozgáshoz. Amint az égő felmelegszik, az atomok a fémben egyre gyorsabban rezegnek, ahogy növekszik az energiájuk. Amikor a hűvös vizes edényt az égőre helyezi, hőmérsékleti gradienst hoz létre - egy helyet, ahol a hő átáramlik. Mivel az energia forró dolgokból hűvösebb dolgokba áramlik, az égő rezgő atomjai hőjük egy részét átadják azoknak az atomoknak, amelyek a fazék vizet alkotják. Ez az edény atomjait rezegteti, energiáját a vízbe továbbítja.
Vezetés gázokban és folyadékokban
A vezetés gyakoribb a szilárd anyagokon, de elvileg folyadékokban és gázokban előfordulhat - és előfordul is -, csak nem túl jól. Mivel a folyadékmolekuláknak nagyobb a mozgásszabadságuk, mint a szilárd anyagokban, kisebb az esély arra, hogy a rezgő molekulák ütközzenek egy másikkal, és energiát adjanak át a folyadékban. Valójában a levegő olyan rossz vezető, hogy az otthonok szigetelésére szolgál. Egyes energiatakarékos ablakok között "légterek" vannak, amelyek zseb levegőt hoznak létre az otthon belseje és a hideg külső levegő között. Mivel a levegő nem vezeti túl jól a hőt, több hő marad az otthonban, mivel a levegő megnehezíti ennek a hőenergiának a kijutását.
Konvekció
A konvekció messze a leghatékonyabb és legelterjedtebb módszer a hő átadására folyadékokon és gázokon keresztül. Akkor fordul elő, amikor a folyadék egyes területei melegebbek lesznek, mint mások, és a folyadékban a áramló áramok egyenletesebben osztják el ezt a hőt. Gondoljon egy házra télen. Lehet, hogy észrevette, hogy a tetőtér mindig nagyon meleg, míg az alagsor általában hűvös. Ez azért történik, mert amikor a levegő felmelegszik, könnyűvé válik, emiatt a mennyezet felé halad. A hideg levegő sokkal nehezebb és a padlóra esik. Amint a forró levegő a mennyezetre mozog, és a hideg levegő leesik, ez a kétféle levegő ütközik és keveredik a meleg karból érkező hő átkerül a hűvösebb levegőbe, és így elosztja a hőt a helyiségben.
Sugárzás
A sugárzás akkor fordul elő, amikor a test elég meleg lesz ahhoz, hogy elektromágneses energiát bocsásson ki. A nap a sugárzó hőátadás klasszikus példája: nagyon messze van az űrben, de elég forró ahhoz, hogy megérezhesse a hőjét. Ezt a hőt a sugárzás miatt érzi, és hűvös napon is melegnek érzi a napot. Az elektromágneses energia az üres térben haladhat, és a céltárgy messziről felmelegedhet. A sugárzó hőátadás folyadékokban és gázokban általában nem fordul elő.
