Hvad er varmeflux?
Varmeflux henviser til strømmen af varmeenergi. Nogle gange kaldet termisk flux, er det den beregnede strømningshastighed for varmeenergi over en specificeret overflade, når den flyder fra sted til sted. Som andre former for energi strømmer varme ved ledning og konvektion i retning af potentielt energifald - temperatur i tilfælde af varmeenergi.
Når forskere måler strømmen af varme, prøver de først temperaturen på to steder mellem hvilke varmeenergien overføres. Varme flyder, som alle former for energi, fra højt til lavt potentiale - fra høj til lav temperatur. Jo hurtigere atomer eller molekyler i et medium bevæger sig og vibrerer, jo højere er temperaturen på dette medium, og jo større er trykket, der presser strømmen mod områder med mindre bevægelse og mindre tryk. Varmeflux, som svar på temperaturforskelle over tid, afbalancerer temperaturen og nærmer sig en tilstand, hvor temperaturerne ophører med at variere, og varmen ophører med at strømme - en tilstand kendt som termisk ligevægt.
Givet et stort nok væskevolumen, såsom en væske eller gas, forekommer varmeflux for det meste gennem konvektion ved diffusion af atomer og molekyler. Varme flyder fra volumener, hvor partikler bevæger sig hurtigt til volumener, hvor partikler bevæger sig langsomt. Flydende partikler bevæger sig ud i kolde områder, hvor der er mere plads mellem langsommere bevægelige partikler. Da atomer ikke kan bevæge sig i faste stoffer, ledes varme af vibrationer af atomer eller molekyler i deres begrænsede gitter med yderligere energifordeling på grund af bevægelse af frie elektroner. Da bevægelse af frie elektroner også er et kendetegn ved elektrisk ledning, er gode elektriske ledere også gode varmeledere.
Varmeflux på grund af temperaturforskelle kaldes fornuftig varmeflux i modsætning til latent varmeflux, der refererer til strømmen af varme på grund af faseændringer i mediet. Kritisk varmeflux er den mængde varme, der kan pumpes gennem en given overflade i en given tidsperiode, hvor strømningskarakteristikkerne i mediet ændrer sig - en ændring i tilstand for eksempel. Når et materiale bliver solidt, indeholder det energi, der begrænser dets gitterstruktur. Ved kritisk varmeflux, når en bestemt mængde varme pumpes ind i materialet, når det sit smeltepunkt eller gasovergangstemperatur, og denne bindingsenergi frigøres som latent varme.