傅里叶定律
根据傅里叶的热传导定律，热量通过材料的传递与其温度梯度的负值成正比，同时也与其垂直于温度梯度的面积成正比。
这些速率方程描述了热传递过程。在热传导中，使用傅里叶热传导定律来计算速率方程。当面积和温度存在负梯度时，热量会以与该梯度成90度角的方向流动，这直接关系到热量通过固体物质的传递速率。
根据傅里叶定律，其微分形式为：
q = - k ▽ T
∇T 表示温度的梯度（单位为 K.m-1）。
材料的导电率（W·m⁻¹·K⁻¹）用符号 k 表示。
热流密度用 q（瓦特每平方米，W·m⁻²）来表示。
本质上，一种物质的比例常数决定了它的热导率（k或λ）。热导率是由物质内部通过传导方式快速传递能量所决定的。K的值也会更高。几何形状、温差以及材料热导率之间的反比关系被用来推导出傅里叶定律。该定律最早由约瑟夫·傅里叶在1822年提出，他指出：“两个表面之间的热流差异取决于温度梯度的大小和符号。”
**导热传热**
在这个过程中，热量从温度较高的物体传递到温度较低的物体。高动能区域将热能传递给低动能区域。由于高速粒子与低速粒子之间的碰撞，低速粒子的动能会增加。物理接触就是通过这种方式传递热量的。实际上，“传导”这个词本身就等同于“热传递”的含义。
传导的例子如下：
- 衣物可以通过传导的方式被熨平，即热量从熨斗传递到衣物上。
- 将冰块握在手中，由于热传递的作用，冰块会融化。
- 当沙子变热时，冰块就会融化。这在夏季是很常见的现象。沙质表面具有很好的导热性。
对流传热
当流体从高温区域流向低温区域时，分子也会从一个区域移动到另一个区域。
温度升高会导致液体的体积按相同的比例增加，这种现象被称为“位移”。对流可以通过以下公式进行计算：
Q = hc · A · (Ts – Tf)
- 热传递的单位是 Q。
- Hc 是对流的热传递系数。
- 传热面积 A
- 表面温度为 Ts。
- 流体温度 Tf
- 密度较大的分子会沉到底部，而密度较小的分子会浮到顶部，这样水就能通过分子的循环运动被加热。
- 极地的冷水流向赤道，而赤道附近的温水则反向流动。
- 对温血动物来说，对流通过血液循环来调节它们的体温。
辐射传热
我们每个人每天都会以某种形式接触到辐射热。辐射热是一种热辐射。辐射热属于电磁辐射的范畴，而电磁波会从发射体中吸收能量。辐射过程需要通过真空或透明介质（无论是固体还是液体）来传递。热辐射是由分子运动产生的，而电磁辐射的发射则是由于电子和质子的运动所导致的。辐射热是通过热电偶来测量的，温度也是通过这种设备来测量的。不过，偶尔这种设备在测量辐射热时可能会出现测量误差。
随着温度的升高，辐射的波长会变短。根据斯特凡-玻尔兹曼定律，热辐射的计算公式如下：
P = e × σ × A· × (Tr – Tc)⁴
- 辐射功率被称为 P。
- 区域A发生了辐射现象。
- 散热器的温度是 Tr。
- 环境温度为 Tc。
- 斯特凡常数 σ 表示发射率，而 e 也表示发射率。
- 辐射的一个例子是烤箱中产生的微波辐射。
- 发出紫外线的阳光也是辐射的一个例子。
- 当铀-238衰变成钍-234时，会释放出α粒子，从而产生辐射。