مفهوم الحرارة:

الحرارة هي أحد أشكال الطاقة التي تُعبر عن مستوى حركة العناصر المكونة للأجسام، والتي يمكن نقلها من جسم لآخر، تنتقل الحرارة تلقائياَ من الأجسام التي تكون درجة حرارتها مرتفعة إلى الأجسام التي تكون درجة حرارتها منخفضة للوصول إلى حالة توازن بينهما.

انتقال الحرارة:

انتقال الحرارة هو فرع من الهندسة الحرارية يهتم بتوليد الطاقة الحرارية واستخدامها وتحويلها وتبادلها بين المنظومات الفيزيائية. تنتقل الحرارة بطرق مختلفة مثل التوصيل الحراري، وتيارات الحمل الحراري، والإشعاع الحراري.

طرق انتقال الحرارة:

1)   النقل : هو آلية انتقال مائع من مكان إلى آخر، وهو يتعلق بحركة وعزم هذا المائع.

2)   التوصيل أو الانتشار: انتقال الحرارة بين الأجسام المتلامسة ماديًّا.

3)   تيارات الحمل: انتقال الطاقة بين جسم والوسط المحيط به، بسبب حركة المائع.

4)   الإشعاع: انتقال الطاقة بانبعاث الإشعاع الكهرومغناطيسي.

التوصيل الحراري:

هو انتقال الحرارة عبر الأجسام الصلبة نتيجة حركة الذرات والجزيئات في جسم ما؛ مما يؤدي إلى نقل جزء من طاقتها الحرارية إلى الذرات والجزيئات المجاورة لها، تعتمد قدرة المواد على نقل الحرارة على درجة توصيلها للحرارة وتسمى الموصلية الحرارية، فكلما ازدادت الموصلية الحرارية للمادة ازدادت كفاءتها في التوصيل الحراري، وتُعد المعادن من المواد ذات التوصيل الحراري العالي، ويتناسب التوصيل الحراري فيها طردياً مع التوصيل الكهربائي، وقِيَم الموصلية الحرارية للمواد تكون شديدة الأهمية في مجال إنشاء المباني المعزولة حرارياً.

تيارات الحمل الحراري:

هو وسيلة انتقال الحرارة والكتلة في آن واحد في الموائع؛ نتيجة اختلاف درجة حرارة المادة، وبالتالي كثافتها، ويوجد نوعان من أشكال الحمل الحراري:

• الحمل الحراري الحر: هي تيارات الحمل التي تنشأ عن قوة طفو السوائل نتيجة اختلاف درجة حرارتها واختلاف كثافتها بدون تدخل قوى خارجية.
• الحمل القسري:  وفيه تنتقل دقائق السائل نتيجة وجود تيارات قسرية تُولدها قوى خارجية. كما يحدث عند تسخين الطعام في فرن مُزود بمروحة تعمل على نقل الهواء الساخن بشكل أسرع.

الإشعاع الحراري:

هو انتقال الطاقة الحرارية على شكل إشعاع كهرومغناطيسي ينتقل بسرعة الضوء في جميع الاتجاهات دون الحاجة إلى وجود وسط مادي لحمله، ومن الأمثلة انتقال حرارة الشمس إلى الأرض. وتعتمد كمية الطاقة التي يحملها الإشعاع علي طبيعة السطح الباعث للأشعة ودرجة حرارته.