Termal enerjinin sıcak bir alandan serin bir alana aktarılması, ısı akışı olarak bilinir. Bu, belirli bir nesne veya malzeme çevreleyen nesnelerden farklı bir sıcaklıkta olduğunda meydana gelir. Bu sürecin arkasındaki ilke, termodinamiğin ikinci yasası olarak da bilinen nesneler arasında termal dengelemenin gerçekleşmesi gerektiği gerçeğini içerir. Temel olarak, malzemeler arasında sıcaklıkta bir fark olduğunda, ısı akışı durdurulamaz, sadece yavaşlatılabilir.
Isı akışı, büyük ölçüde iletim kavramına dayanır. Temel olarak, ısı enerjisinin transferi serbest elektron difüzyonuna dayanır. Isının bir nesneden veya malzemeden diğerine hareket etmesi için, bitişik atomlar birbirlerine karşı titrer. Buna, bir atomdan diğerine hareket eden elektronlar neden olur. Sıvılar açısından, moleküller birbirinden ayrıdır, bu nedenle bu maddenin hali mevcut olduğunda termal enerjinin daha yavaş bir hızda aktarılmasının nedeni budur.
Konveksiyon, ısı akışında da önemlidir. Bu, katı bir nesne veya yüzey bir gaz veya sıvıya yakın olduğunda meydana gelir. Hareket daha hızlı hareket ettikçe termal aktarım hızı artar. Termodinamik yasalarında iki farklı konveksiyon türü vardır: doğal ve zorla. Doğal gaz veya sıvının yoğunluk değişimlerinden kaynaklanan kaldırma kuvvetleri doğal olarak meydana gelirken, zorla konveksiyon, bir pompa veya fan gibi insan yapımı bir yönteme cevap verir.
Isı malzemelerden boş bir alana aktarıldığında, kavram radyasyon olarak bilinir. Bu, mutlak sıfırın üstündeki tüm nesneler için, hatta mükemmel bir vakum içinde bulunanlar için oluşur. Örneğin, Güneşten gelen radyasyon, dünyayı ve diğer gezegenleri etkilemeden önce boşluktaki boşluktan geçer.
Termodinamik ve ısı akışının genel prensibi Sir Isaac Newton tarafından belirlenmiştir. Soğutma yasası, "bir vücudun ısı kaybı oranının, vücut ile çevresi veya çevresi arasındaki sıcaklık farkıyla orantılı olduğunu" belirtir. Bu, gıda analiz edilerek gözlenebilir. Örneğin, bir pasta fırından çıkarıldığında ve serin bir pencereye yerleştirildiğinde, ısı kaybı oranı havanın sıcaklığı tarafından belirlenir.
Isı akışının ilginç bir yan etkisi, buhar sıvı fazına dönüştüğünde meydana gelebilir. Yoğuşma olarak bilinen bu işlem, bir sıvı değişiminin gaz halindeki formuna dayanır. Bu, doğada sis veya sıcak bir günde serin bir bardakta görülür.
