hőátadás (hőközlés, hőterjedés) heat transfer a hőenergia továbbítása. A hőenergia átadásának módjával és arányával foglalkozik; nem része az egyensúlyállapot tárgyalása. Jele: Q’ = h × A × DT (h a hőátadási állandó [W / m² × K, K = kelvin]; A a terület, amelyben a hőátadás zajlik; a DT a hőátadást okozó hőmérséklet-különbség, vagyis a melegebb és a hidegebb részek közötti hőmérsékletkülönbség). A hőátadás mindig a melegebből a hidegebb rész felé történik. A hőátadásnak három formája van:

▪ Hővezetés (thermal conduction, kondukció). A hőátadás két test közvetlen kapcsolatában, az atomok, molekulák sorozatos ütközésével (mozgási energiájával) valósul meg. A gyorsabban mozgó (nagyobb energiájú) atom/molekula ütközik a másikkal, energiát ad át, aminek következtében a másik felgyorsul, és a következővel ütközve annak ad át energiát, a folyamat így folytatódik. A hővezetéskor az anyag nyugalomban van, csak az atomjai, molekulái ütköznek, de nem vándorolnak el.

Jele: G, egyenlő a hőáramlás (j) és a hőmérséklet-változás (DT) hányadosával = j / DT. SI-egysége: watt/kelvin (W/K = W × K⁻¹)

A hővezetés végbemehet szilárd testekben, folyadékokban és gázokban is, a szilárd testekben a legkifejezettebb: az atomok közel vannak egymáshoz, gyorsan, láncszerűen ütköznek.

Az anyagok hővezető képessége különböző, az atomok/molekulák összeállásának (az anyag szerkezetének) függvénye. A rossz hővezető anyagok (például a folyadékok, gázok) hőszigetelők. Sok szigetelőanyagban légbuborékok vannak, ezért jó hőszigetelők.

▪ Hőáramlás (thermal convection, konvekció) (nevezik hőáramnak is) a hőenergia szállítása tovaterjedő atomokkal, molekulákkal. A molekulák áramlása jelenti a hőenergia terjedését. Másként: hőátadás folyadékáramlással, vagyis ellentétben a hővezetéssel – amelyben az anyag nyugalomban van – a hőáramlással az anyag is mozog. Például hőátadás vízben sűrűségkülönbség alapján: a meleg hatására a víz sűrűsége csökken (molekulái gyorsabban mozognak), felszáll, helyét a nagyobb sűrűségű hideg víz foglalja el. Ez is felmelegszik, felszáll és így tovább. Ez ismétlődik, amíg a folyadék egyenletesen fel nem melegszik. A molekulák felszállásából adódó hőenergia a víz felszínét képező nagyon sűrű vékony rétegben azonban vezetéssel adódik tovább.

A hőáramlás jele a j, egyenlő a hőmennyiség (Q) és az idő (T) hányadosával = Q / T. SI-egysége a watt (W), egyezik a teljesítmény egységével.

hőáramsűrűség a hőáramlás (hőáram, j) és a terület (A) hányadosával kifejezett mennyiség. Jele: q = j / A. SI-egysége watt/négyzetméter: W/m².

▪ Hősugárzás (thermal radiation, radiation heat, radiáció) elektromágneses sugárzással közvetített hőátadás; 0,1–100 μm hullámhosszú elektromágneses hullámok közvetítik (akár fényt is tartalmazhat), tehát nem az atomok, molekulák adják át egymásnak. Az atomok hőhatásra bekövetkező mozgása által kibocsátott elektromágneses sugárzás. A tökéletes 0 fok (0 K) felett minden testnek (bármekkora is a hőfoka) van hősugárzása; függetlenül a környezet hőmérsékletétől. Terjedéséhez nincs szükség közegre, légüres térben a legkifejezettebb, de közegben is rendkívül gyorsan terjed.

A hősugárzás kibocsátásakor (emission, emisszió) a belső energia alakul elektromágneses energiává; a hősugárzás elnyelésekor pedig az elektromágneses energia alakul belső energiává, az elnyelő test atomjainak mozgási energiájává.

A hősugárzás arányát (Q’_rad) a Q’_rad = ε × σ × AT⁴_s (az ε a kisugárzás [emissivity] mértéke, amely 0–1 között van; a σ a Stefan–Boltzmann-állandó; az AT a felszíni [s = surface] hőmérséklet Kelvin-fokban) egyenlet fejezi ki. A Stefan–Boltzmann-állandó (σ) = 5,67 × 10⁻⁸ × W (m² × K⁴).