Flusso di calore è il tasso di energia termica che passa attraverso una superficie. A seconda della definizione esatta di flusso di calore, la sua unità può essere espressa come W/m2 o W.
Il flusso di calore ha origine dalle differenze di temperatura
Le differenze di temperatura in un dato sistema inducono un flusso di calore. Il flusso di calore indotto scorre sempre dal lato caldo a quello freddo. I flussi di calore sono ovunque. Alcuni esempi sono:
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Avere i piedi freddi stando su un pavimento freddo: poiché il pavimento ha una temperatura inferiore a quella dei piedi, il calore fluisce dai piedi al pavimento.
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Stare vicino a un fuoco fa caldo: la temperatura del fuoco è molto più alta dell’aria circostante. Pertanto, il calore si irradia dal fuoco all’ambiente circostante.
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Sentire caldo in una sauna: poiché la temperatura dell’aria in una sauna è più alta di quella del corpo, il calore fluisce dall’aria al corpo.
Per poter esistere un flusso di calore, è necessario non solo una differenza di temperatura, ma anche un mezzo attraverso il quale il calore fluisce. Il calore può fluire attraverso materiali solidi (in questo caso si chiama conduzione), attraverso gas e liquidi (che si chiama convezione) e attraverso onde elettromagnetiche (che si chiama radiazione). Una spiegazione più dettagliata di questi tre tipi di flusso di calore è disponibile qui: spiegazione dei tre tipi di trasferimento di calore.
La seguente equazione definisce il flusso di calore rispetto alla differenza di temperatura e al coefficiente di trasferimento termico.
HF = ∆T x HTC
where
HF = Heat Flux, in W/m2
∆T = Temperature difference, in K
HTC = Heat Transfer Coefficient, in W/(m2K)
Intuitively, this makes sense. If the floor is colder (i.e. larger temperature difference), the feet feel colder. If you use shoes with thick rubber soles instead of barefooted (i.e. lower heat transfer coefficient), then the feet feel warmer.