熱の移動の仕方には，(a) 熱伝導と (b) 熱放射（熱ふく射）の２つがある．固体の表面にそれと温度の異なる流体が接すると，熱伝導で伝えられた熱が流体の運動によって輸送されるが，この熱移動の仕方を熱伝達（対流伝熱）と呼び，伝熱の基本形態の一つとみなすこともある．
［熱伝導］物質内のある位置において，熱伝導によって伝えられる熱の移動量はその位置の温度勾配に依存する．これは の法則と呼ばれ，次式で表現される．
ここに， は温度， は熱流束（単位面積，単位時間あたりの熱の移動量）であって次元 をもつ． は考えている面に垂直な座標である． は と呼ばれ，熱の伝わりの良し悪しを表す物性値であって，次元 を持つ．
［熱伝達］流体の密度はふつう温度の上昇と共に小さくなる．したがって，高温面近くの流体は重力場では浮力のため上昇する．こうした流れを と呼ぶ．一方，ポンプや送風機などによって起こされる流体の流れは と呼ばれる．両者では流れの構造が異なり，したがって熱伝達の大きさも異なる．熱伝達の大きさは，固体表面の温度 と流体のバルクの温度 の差 に依存し，ふつう次の形で表現される．
ここに は と呼ばれ， の次元を持つ． は流体の物性のみでは定まらず，流れの性質に強く依存する．固体面に沿って流れがある場合，流速は固体表面に近い部分で大きく変化する．この薄い層状の部分を と呼ぶ．固体面の温度が高い（あるいは低い）場合，温度も固体面に近い部分で大きく変化する．この層を と呼ぶ．熱伝達はこれらの層の厚さと密接に関係している. と の厚さは一般に等しくはないが，流体の物性に依存して相互に関連をもっており，したがって熱伝達の大きさは とも深く関係している．また，境界層の構造や厚さは流れが層流であるか乱流であるかによって非常に異なるため，熱伝達の大きさも層流と乱流では大きく異なる．
［熱放射］熱放射は媒体のない真空中でも生じる．また，熱放射において重要な波長領域は から にかけての波長領域の光である．熱放射では，理想的な放射体あるいは吸収体として なるものを考える． は到来するすべての熱放射エネルギーを完全に吸収するものであると同時に，もっともよく熱放射エネルギーを放射する物体である. 面から放射される熱放射エネルギーの大きさは，次の の式で与えられる．
ここに は 定数であり， である． の式は光量子の理論に基づくプランクの法則から導かれる．実際の固体面からの熱放射は，面の粗さや酸化などの表面性状が関係して複雑であるが，工学的には なる概念を導入して扱われることが多い．つまり， からの熱放射の大きさは 面のそれに比例するとして，次のように表現する．
ここに， は と呼ばれ の値をとり， 面に対する の熱放射の相対的な大きさを示す量である． は物質の違いはもちろん，表面の温度や状態（酸化の有無や粗さ）などによって異なった値をとる．
なお，工学上あるいは工業上問題となる実際の伝熱問題は，上記の熱伝導や熱伝達あるいは熱放射が単独で現れることはまれであり，それらが複合し共存した形となっている．
設問
（１）空欄にあてはまる用語あるいは次元を記しなさい．ただし，次元の記述においては熱量，長さ，温度，時間の単位をそれぞれ で表すこと．
（２）下線(a)(b)部分の熱伝導，熱放射に関し，熱は物理的，微視的にそれぞれ何によってどのように伝えられているか，簡潔に答えなさい．
（３）伝熱工学では，相似則を考え，また伝熱量の一般性のある整理のため，無次元数が導入されて議論されることが多い．下記の無次元数の内
（ａ）非定常熱伝導
（ｂ）自然対流熱伝達（定常）
（ｃ）強制対流熱伝達（定常）
に関わるものは，それぞれ，どれとどれであるか答えなさい．
ヌッセルト数，フーリエ数，プラントル数，レイノルズ数，ビオ数，グラスホフ数
解答：
(1)
(2)
(3)
补充说明：
传热学的三大基本方式为导热、对流换热和热辐射。导热的微观机理取决于物质结构，在绝缘体等非金属中主要通过晶格振动（声子）传递热量，而在金属中则主要依靠自由电子的运动传递。对流换热是流体宏观运动与导热联合作用的结果，分为依靠密度差驱动的自然对流和外界机械力驱动的强制对流。由于流体的粘性和热扩散性，在靠近固体壁面的薄层内会分别形成速度梯度极大的速度边界层和温度梯度极大的温度边界层。热辐射本质是电磁波的发射与吸收，工程上常将其等效为灰体辐射，参考绝对黑体的斯特藩-玻尔兹曼定律并乘上相应的发射率进行计算。
在工程传热计算中，为了使实验得出的对流换热规律具有广泛的适用性，通常根据相似原理引入无量纲数。非定常导热问题主要由表征无量纲时间的傅里叶数和表征内部导热热阻与表面换热热阻之比的毕渥数决定。对流换热中，努塞尔数用来表征表面对流换热的强度，普朗特数是反映流体自身动量扩散率与热扩散率比值的物性参数。除此之外，强制对流还取决于反映惯性力与粘性力之比的雷诺数，而自然对流则取决于反映浮力与粘性力之比的格拉晓夫数。