Isı transferi; iki sistem arasında ısının yayılarak değiş tokuş edilmesi ile oluşan fiziksel termal enerjidir. Sıcaklık ve ısı akışı kavramları, ısı transferinin iki temel prensibidir. Mevcut termal enerji miktarı sıcaklık tarafından belirlenir ve ısı akışı termal enerjinin hareketini temsil eder.
Mikroskobik boyutta incelendiğinde, moleküllerin kinetik enerjisi direkt olarak termal enerji ile ilişkilidir. Sıcaklık yükseldikçe, moleküllerin doğrusal hareketi ve titreşimi ile ortaya çıkan termal çalkalanma artar. Böylelikle, daha yüksek kinetik enerjinin oluştuğu bölgeler, enerjiyi daha düşük kinetik enerjiye sahip noktalara aktarır.
Isı Transferi Çeşitleri
Isı transferi, basit bir şekilde 3 kategoride sınıflandırılabilir: kondüksiyon (iletim), konveksiyon (taşınım) ve radyasyon (ışınım).
Kondüksiyon (iletim): İletim yolu ile ısı transferi moleküllerin doğrudan birbiri ile çarpışması sonucu oluşur. Daha yüksek enerjiye sahip bir kinetik enerji alanı, enerjiyi daha düşük bir kinetik enerji alanına transfer eder. Daha yüksek hızdaki parçacıklar, daha düşük hızdaki parçacıklar ile çarpışır. Bunun ile birlikte, düşük hızdaki parçacıkların kinetik enerjisi artar. İletim, en yaygın ısı transferi yöntemidir ve fiziksel temas yolu ile gerçekleşir. Örnek olarak, bir metal eşyayı yanan bir ateşin üzerine yerleştirmek olabilir.
Konveksiyon (taşınım): Bir katı yüzey ile ona bitişik, hareket halindeki sıvı veya gaz arasında enerji aktarımı türüdür. İletim ve akışkan hareketinin birleşik etkilerini kapsar. Akışkan hareketi ne kadar hızlı olursa, taşınım ısı aktarımı da o kadar büyük olur. Yığın akışkan hareketinin ortadan kalkması halinde, katı yüzeyle bitişiğindeki akışkan arasındaki ısı transferi saf iletimle olur.
Radyasyon (ışınım): Atom ve moleküllerin elektronik düzenlerindeki değişmelerin sonucunda maddeden elektromanyetik dalgalar (veya fotonlar) şeklinde yayılan enerjidir. İletim ve taşınımdan farklı olarak ışınımla ısı transferi bir aracı ortam gerektirmez. Işıma ile ısı transferi ışık hızında geçekleşir ve boşlukta yavaşlamaz. Dünya’nın güneşten aldığı ısı, Dünya ile Güneş arasındaki boşlukta dolaşan elektromanyetik dalgaların bir sonucudur. Cisimlerin sıcaklıları sebebiyle yaydıkları ışınım türü olan ısıl ışınım ile ilgilidir. Mutlak sıfırın üstündeki sıcaklıklarda bütün cisimler ısıl ışınım yayarlar.
