Kui erineva temperatuuriga kehad on vahetus kontaktis, siis soojema keha suurema soojusliikumise kineetilise energiaga osakesed annavad osa oma energiat põrgete kaudu külmema keha väiksema energiaga osakestele, mistõttu soojem keha jahtub ja (energia jäävuse seadusest tulenevalt) külmem keha soojeneb.

Sama nähtust toimub siis, kui ühe keha erinevad osad on erinevate temperatuuridega – soojema keha osa suurema soojusliikumise kineetilise energiaga osakesed annavad põrgete kaudu osa oma energiat külmemale keha osale ja temperatuur kehas ühtlustub.

Soojusjuhtivus on selline soojusvahetuse liik, kus aine siseenergia kandub ühelt aineosakeselt teisele.

Nii soojeneb meie käsi tulist teetassi katsudes ning ühest otsast soojendatav raudvarras läheb lõpuks ka teisest otsast kuumaks. 

Soojusülekandes aineosakeste tasemel toimuvat saab uurida arvutisimulatsioonis. 

Siseenergia ei liigu hetkeliselt soojusjuhtivuse kaudu ühelt kehalt teisel või aine sees. See, kui kiiresti aineosakesed siseenergiat edasi kannavad, sõltub ainest. Metallid on üldiselt head soojusjuhid, üks paremaid soojusjuhte on vask. Gaasid on aga halvad soojusjuhid ning kannavad soojust edasi aeglaselt. Näiteks õhk juhib soojust umbes 17 000 korda halvemini kui vask.

Erinevates olukordades on vaja erineva soojusjuhtivusega materjale. Näiteks peavad soojusmaterjalid olema õhulised, kuna õhk on halb soojusjuht. Soojustus on eriti efektiivne, kui kehade vahele tekitada vaakum sest soojusülekannet ei saa siis toimuda. Mõnel teisel juhul aga on vaja soojust kiiresti ühelt kehalt teisele juhtida. Siis tuleks kasutada pigem metalle.

Läbilõige kolmekordsest aknaklaasist. Tänapäeval on aknaklaaside vahel argoon, kuna see juhib soojust veel halvemini, mistõttu toimub toa ja väliskeskkonna vahel väga aeglane soojusvahetus.	Soojustamiseks mõeldud vill - kerge ja õhuline.

Kui paneme köögis vett täis poti kuumale pliidile, siis õige varsti muutub vesi ka pinna lähedalt soojemaks. Kui toa nurgas on radiaator, siis soojeneb tuba tervikuna. See toimub palju kiiremini, kui võiks oodata soojusjuhtivuse teel soojuse levimiselt.

Tuba soojeneb põhiliselt konvektsiooni tõttu. Konvektsioon tekib sellepärast, et soe õhk on hõredam kui jahedam õhk. Järelikult on võrdse ruumala ja rõhu korral soe õhk kergem kui külm õhk ja soe õhk tõuseb ülespoole ning külm õhk langeb allapoole.

Näiteks radiaatori juures õhk soojeneb ja see tõuseb üles lae alla. Siis satub radiaatori juurde külm õhk, mis omakorda soojeneb ja ülespoole tõuseb. Kuna radiaatori juurest voolab pidevalt sooja õhku lae alla juurde, siis hakkab see lae all radiaatorist kaugemale liikuma, samal ajal jahtudes ja lõpuks uuesti allapoole vajudes.  Nii tekib õhu ringlus, mis  toimub seni, kuni toas on õhu temperatuur ühtlustunud radiaatori temperatuuriga.

Koos sooja õhuga liigub ka selle siseenergia, kandudes ühest kohast teise palju kiiremini, kui seda võimaldaks difusioon.

Konvektsioon on siseenergia levimine vedeliku- või gaasivoolude teel.

Konvektsiooni saab uurida ka arvutisimulatsioonides.

Räägitakse, et kosmoses on väga külm. Jah, temperatuur on seal tõesti madal, aga kas me tunneksime seda külmana? See on õigustatud küsimus, sest kosmoses on vaakum, seal on väga vähe aineosakesi. Aga kui ei ole aineosakesi, siis ei saa olla ka soojusjuhtivust ega konvektsiooni. Kas sellest võib järeldada, et kosmoses hulpiva kosmonaudi siseenergia ei muutu ja tal on hea soe olla?

Päris nii see siiski ei ole. Meil on rääkimata veel viimane soojusülekande liik – soojuskiirgus. Nimelt kõik kehad, sõltumata nende materjalist või temperatuurist, kiirgavad soojuskiirgust. Mida kõrgem on keha temperatuur, seda rohkem soojuskiirgust keha ajaühikus kiirgab.

Soojuskiirgus on üks osa nähtamatust valgusest, mida õppisime 8. klassis – soojuskiirgus on infravalgus.

Soojuskiirgus ja soojusliikumine

Teame, et aineosakesed on pidevas soojusliikumises. Teame ka, et kõik kehad kiirgavad infrapunakiirgust, mida nimetatakse ka soojuskiirguseks. Kuidas need kaks nähtust seotud on?

Aine ka neelab soojusenergiat soojuskiirgusena. Soojuskiirguse neeldumisel aineosakeste soojusliikumise kiirus suureneb. Just soojuskiirgus on see, mis meie käsi kamina ees istudes soojendab. Loomulikult väheneb sealjuures ka kamina siseenergia – energia on jääv suurus.

Valgusõpetuses rääkisime, et valgus pinnal kas peegeldub, hajub või neeldub. Nüüd teame, et mida suurema osa valgusest (nähtamatust ja nähtavast) keha neelab, seda rohkem see soojeneb. Hästi neelavad pinnad näivad meile tumedad, sest nendelt ei jõua meie silma valgust. Seega on suvel sobilikum kanda heledaid riideid – need neelavad vähem soojuskiirgust ja meil ei hakka nii kergesti palav.

Kui keha ja seda ümbritseva keskkonna temperatuurid on võrdsed, siis on keha poolt kiiratud ja neelatud soojushulgad võrdsed, keha on ümbritseva keskkonnaga soojuslikus tasakaalus.

Kuidas töötab kiirgustermomeeter ja termokaamera?

Infrapunatermomeeteri ja termokaamera kasutamine on petlikult lihtne - vajuta nuppu ja saad tulemuse. Lähemalt uurides on asi palju põnevam.

Sellised ongi kolm soojusülekande liiki: soojusjuhtivus, konvektsioon ja soojuskiirgus. Reaalses elu esinevad nad tavaliselt koos. Tihti on ka nii, et üks neist liikidest domineerib. Selle illustreerimiseks sobib jälle küünla leek - kui hoida kätt küünla kohal, siis tunneme konvektsioonis käeni jõudvat kuuma õhu voolu, kätt küünla küljel hoides tunneme eelkõige soojuskiirgusena käeni jõudvat soojust, kui pistame lusika leeki, siis jõuab soojus meieni soojusülekande kaudu.