Die Übertragung von Wärmeenergie von einem heißen Bereich in einen kühlen Bereich wird als Wärmefluss bezeichnet. Dies tritt auf, wenn ein bestimmtes Objekt oder Material eine andere Temperatur hat als umgebende Objekte. Das Prinzip dieses Prozesses besteht darin, dass zwischen Objekten ein thermischer Gleichgewichtsausgleich stattfinden muss, auch bekannt als zweiter Hauptsatz der Thermodynamik. Im Wesentlichen kann der Wärmefluss bei Temperaturunterschieden zwischen Materialien nur verlangsamt, nicht gestoppt werden.
Der Wärmefluss beruht stark auf dem Konzept der Leitung. Grundsätzlich beruht die Übertragung der Wärmeenergie auf der freien Elektronendiffusion. Damit sich die Wärme von einem Objekt oder Material zum anderen bewegen kann, schwingen benachbarte Atome gegeneinander. Dies wird dadurch verursacht, dass die Elektronen von einem Atom zum anderen wandern. Bei Flüssigkeiten liegen die Moleküle weiter auseinander, weshalb die Wärmeenergie in diesem Aggregatzustand langsamer übertragen wird.
Konvektion ist auch wichtig für den Wärmefluss. Dies tritt auf, wenn sich ein fester Gegenstand oder eine feste Oberfläche in der Nähe eines Gases oder einer Flüssigkeit befindet. Die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung nimmt zu, wenn sich die Bewegung schneller bewegt. Innerhalb der Gesetze der Thermodynamik gibt es zwei verschiedene Arten von Konvektion: natürliche und erzwungene. Auftriebskräfte aufgrund von Dichteschwankungen des Gases oder der Flüssigkeit treten natürlich auf, während erzwungene Konvektion als Reaktion auf ein künstliches Verfahren wie eine Pumpe oder ein Gebläse erfolgt.
Wenn Wärme von Materialien durch einen leeren Raum übertragen wird, wird das Konzept als Strahlung bezeichnet. Dies tritt bei allen Objekten über dem absoluten Nullpunkt auf, auch bei solchen, die sich in einem perfekten Vakuum befinden. Zum Beispiel wandert die Strahlung der Sonne durch das Vakuum des Weltraums, bevor sie auf die Erde und andere Planeten trifft.
Das allgemeine Prinzip der Thermodynamik und des Wärmeflusses wurde von Sir Isaac Newton aufgestellt. Das Gesetz der Abkühlung besagt, dass „die Wärmeverlustrate eines Körpers proportional zum Temperaturunterschied zwischen dem Körper und seiner Umgebung oder Umgebung ist“. Dies kann durch die Analyse von Lebensmitteln beobachtet werden. Wenn beispielsweise ein Kuchen aus dem Ofen genommen und in ein kühles Fenster gestellt wird, wird die Wärmeverlustrate durch die Temperatur der Luft bestimmt.
Ein interessanter Nebeneffekt des Wärmeflusses kann auftreten, wenn Dampf in seine flüssige Phase übergeht. Dieser als Kondensation bekannte Prozess beruht auf der gasförmigen Form einer Flüssigkeit, die sich ändert. Dies zeigt sich in der Natur in Form von Nebel oder auf einem kühlen Glas an einem heißen Tag.