1. Beroari buruzko funtsezko kontzeptuak
Beroa eta tenperatura Beroa edo energia termikoa energiaren egoera-mota bat da. Tenperatura gorputz fisiko baten energia termiko potentzialaren neurria da. Sistema baten tenperatura igotzeko, sistemari transmititu behar den gauzari beroa deritzo Kaloria Ur-gramo baten tenperatura 14.5 ºC-tik 15.5 ºC-ra igotzeko behar den bero kantitateari kaloria deritzo (cal). Kaloriaren baliokide mekanikoa 1 cal = 4.18 J Bero-ahalmena eta bero-ahalmen espezifikoa Gorputz baten tenperatura (T) gradu batez igotzeko behar dugun bero kantitateari (DQ) bero-ahalmena deritzo. Substantzia baten masa-unitatearen tenperatura gradu batez igotzeko behar den bero kantitateari bero-ahalmen espezifikoa deritzo. ; Uraren bero-ahalmen espezifikoa 15º C-tan Termodinamikaren lehen printzipioa Demagun sistema fisiko bat zeinak i hasierako egoeratik f bukaerako egoerara pasatzerakoan DQ beroa zurgatzen duen eta DW lana egiten duen. Sistemaren barne energia termikoa U definituz, ondoko erlazioa termodinamikaren lehen printzipioa da: DQ = Uf – Ui + DW = DU + DW Þ dQ = dU + dW Beroaren transmisioa Bi gorputz fisikoak ukipenean jartzen direnean, beroa transmitituko da tenperatuta altueneko sistematik tenperatura baxueneko sistemara, sistema bien tenperaturak (energia termikoak) berdindu arte.
1. Irudia. Gorputz beltzaren emititzen duen espektro erradiatibo jarraia zenbait tenperaturetan. x ardatza, uhin luzera, y ardatza, intentsitatea.		Beroaren transmisio erradiatiboa Transmisio erradiatiboa uhin-elektromagnetikoen bidez burutzen da, hau da fotoien bitartez. Hutsean beroa transmititzeko modu bakarra da. Gorputz fisiko guztiak espektro erradiatibo osoa (fotoi energia guztiak) etengabe emititzen ari dira. Emititutako espektro erradiatiboa gorputzaren tenperaturaren funtzio bakarra da. Energia termikoa emititzeaz gain, gorputz solidoek energia erradiatiboa zurgatzen dute. Jasotako energia osoa zurgatzen badu, gorputzari “beltza” deritzo. Gorputz beltzaren emititutako espektro erradiatiboa 1. irudian agertzen da.
Beroaren transmisio konbektiboa Konbekzioa gas eta likidoen artean ematen den bero-transmisio mota da. Transmisio konbektiboan, tenperatura desberdineko gas edo likidoaren zatiak barreiatzen eta elkar nahasten dira, sistemaren batezbesteko tenperatura berdinduz. Beroaren kondukzio mikroskopikoa solidoetan Kondukzioa solido baten barneko bero transmisio mota da. Zatiki mikroskopikoen arteko elkarrakzioen bitartez egiten da. Zatikien artean bereizten ditugu atomoak eta elektroi askeak. Atomoek solidoa egituratzen dute, sare mikroskopiko baten modura. Elektroi askeak berriz, sare horren barne kokatzen dira. Zatikien arteko elkarrakzioaz energia zinetikoa (tenperatura) berdintzen da. Solido idealak kristalak dira, hots, sare atomiko bat osatzen dute, 2. irudian agertzen den moduan. Sare horretan barne elektroi askeak higitzen dira. Isolatzailetan ez dago elektroi askerik, eta kondukzioa atomoen arteko elkarrakzioaz burutzen da. Eroaletan berriz, beroaren kondukzioa elektroi askeen bidez egiten da. Elektroien bidez burututako kondukzioa beroarean kondukzio biderik eraginkorrena da. Metalak dira, beraz, beroaren eroalerik onenak.		2. Irudia. Metal kristalinoaren egitura atomiko ordenatua eta elektroi askeak
2. Kondukzio makroskopikoa: hurbilketa analitikoa Kondukzioaren hurbilketa analitikoan ez da kontutan hartzen solidoaren egitura mikroskopikoa, solidoa sistema jarraia konsideratzen delarik. Tenperatura eremua Solido batean beroaren kondukzioa ematen da solidoan zehar tenperatura desberdina denean. Solidoaren tenperatura eremuaren bidez puntu guztietako tenperatura adierazten dugu. T = T(x,y,z;t) [ºC]
3. irudia. Gainazal isotermoen arteko tenperatura diferentzia DT da. Gradientea eta bero fluxu dentsitate bektorea isotermoen elkartzuta dira puntu guztietan.		Tenperatura gradientea Solidoaren tenperatura berdina duten puntu guztien leku geometrikoari gainazal isotermoa deritzo (3. irudia). Beraz, tenperatura aldaketak isotermoen artean gertatzen dira. Tenperatura-gradiente bektoreak tenperatura aldaketarik azkarrena seinalatzen du. Isotermoaren elkartzuta da puntu guztietan. Fourier-en legea Bero kondukzioa dagoenean, transmititutako beroa tenperatura-gradientearen proportzionala da: dt denbora diferentzialean, dS gainazal isotermoko elementu diferentzialean zehar transmititzen den dQT bero kantitatea, tenperatura-gradientearen proportzionala da. non l konduktibitate termikoa den.
Bero fluxu dentsitatea Gainazal isotermoetan zehar transmititutako gainazal-unitateko eta denbora-unitateko bero kantitateari (dQT / dS dt) bero-fluxu dentsitatea deritzo. Konduktibitate termikoa Gradientea unitatea denean, gainazal isotermo bat denbora-unitatean azalera-unitateko zeharkatzen duen bero kantitatea, konduktibitate termikoa l deritzo.	4. irudia. Konduktibitate termikoa zenbait materialetan
Kondukzioaren ekuazio orokorra Demagun r dentsitatedun, l konduktibitatedun eta c bero-ahalmen espezifikoa duen solidoa eta dV bolumen diferentziala non T = T(x,y,z;t) tenperatura eremua defintuta dagoen. Solidoaren egitura atomikoa baztertuz, hurbilketa analitiko jarraian, kondukzioaren ekuazio orokorra betetzen da: non qv solidoan barneko iturriek bolumen eta denbora-unitateko sortzen duten bero-dentsitatea den.