熱伝達は、物体の加熱と冷却の単純なプロセスから熱物理学の高度な熱力学的概念まで、幅広い機能を含む分野を占めています。 夏に飲み物がどのように冷えるか、または熱が太陽から地球にどのように伝わるかを理解するには、これらの熱伝達の基本原理を基本的なレベルで理解する必要があります。
熱力学の第二法則
熱力学の第二法則は、熱がより高い温度の物体からより低い温度の物体に伝達されると述べています。 平衡（熱平衡として知られている）を維持するために、より高いエネルギーの原子（したがってより高い温度）はより低いエネルギーの原子（より低い温度）に向かって移動します。 物体が別の物体またはその周囲とは異なる温度にある場合、この原理を維持するために熱伝達が発生します。
伝導による熱伝達
物質の粒子が直接接触している場合、熱は伝導によって伝達されます。 より高いエネルギーの隣接する原子は互いに振動し、それはより高いエネルギーをより低いエネルギーに、またはより高い温度をより低い温度に伝達します。 つまり、より高い強度とより高い熱の原子が振動し、それによって電子をより低い強度とより低い熱の領域に移動します。 流体と気体は、密度が低く、原子間の距離が大きいため、固体よりも導電性が低くなります（金属が最良の導体です）。
対流熱伝達
対流は、表面と運動中の液体または気体との間の熱伝達を表します。 流体または気体の移動が速くなると、対流熱伝達が増加します。 対流には、自然対流と強制対流の2種類があります。 自然対流では、流体の動きは流体内の高温の原子から生じます。高温の原子は空気中の低温の原子に向かって上向きに移動します。流体は重力の影響下で移動します。 この例には、煙草の煙の上昇する雲、または上向きに上昇する車のボンネットからの熱が含まれます。 強制対流では、流体はファンやポンプ、またはその他の外部ソースによって表面上を強制的に移動します。
熱伝達と輻射
輻射（熱放射と混同しないでください）とは、空の空間を介した熱の伝達を指します。 この形式の熱伝達は、介在する媒体なしで発生します。 放射線は完全な真空の中でも、そしてそれを通しても機能します。 たとえば、太陽からのエネルギーは、熱の伝達が地球を暖める前に、宇宙の真空を通って移動します。
熱伝達は、化学または機械工学のカリキュラムなど、関連する科目の教育の不可欠な部分を形成します。 製造業とHVAC（暖房、換気、空冷）は、熱力学と熱伝達の原理に大きく依存している業界の例です。 熱科学と熱物理学は、熱伝達を扱う高等教育分野です。