A hőmérséklet, egy tárgy hőenergia tartalmának mennyisége; a melegedés vagy a lehűlés mérhető, számértékekkel megadható érték, melyet hőmérséklet skálán definiálunk.
A hőátadás három módon lehetséges; hővezetés, hőáramlás, és hősugárzás formájában. A hő valamelyik átadási formában továbbítódik – de általában két vagy három módon kombinálódik. A három hőátadási módból, az infravörös termográfiát tekintve, a legfontosabb forma a hősugárzás, de lényeges mindhárom, mert ez mind jelentős az infravörös termográfia megértéséhez.
A hőmérséklet több abszolút- vagy relatív kifejezéssel határozható meg. Két abszolút skála létezik, a „Rankine” (angol rendszer) és a „Kelvin” (metrikus rendszer). Van két hasonló relatív skála is, a „Fahrenheit” (angol rendszer), és a „Celsius” (metrikus rendszer). Abszolút nulla fok az a hőmérséklet, ahol már nincs részecske mozgás. Ebből határozták meg nulla Kelvint, vagy a nulla Rankines-t (0 K, vagy 0 R). A relatív hőmérsékleteket határoztak meg; Celsius fok-ban, és Fahrenheit fok-ban (0C vagy 0F).
Hővezetés
A hővezetés állandó közegben létrejövő hőátadás. Ez a hőátadási forma csak szilárd testekben jön létre, de áramló folyadékokban, és gázokban is megvalósulhat. Az atomok rezgésének (szilárd anyagban), és a molekulák ütközésének (folyadékokban) eredményeként következik be, a mozgási energia által, hiszen egy molekula a nagyobb hőmérsékletű helyről az alacsonyabb hőmérsékletű helyre törekszik.
Konvekció
A hőáramlás mozgó közegben zajlik le, ez igaz a szilárd testek és a folyadékok között (ugyan úgy, mint a levegőben). A szabad hőáramláshoz hőmérsékletkülönbség szükséges, ahol a hőátadás sűrűségváltozást eredményez a folyadékban, és a melegebb áramlat, mint egy felhajtó erőként jelentkezik.
A kényszer hőáramlás az, amikor külső hajtóerő pl.: hűtő ventilátor, mozgatja a folyadékot. A hőáramlás bemutatására egy példa, amikor megnézzük, hogy hogyan változik a hőcserélő által leadott, és az elszívó ventilátor által mozgatott levegő. A hőcserélő által tárolt hőenergia a környező levegőbe áramlik, felmelegíti azt, és hűti a hőcserélő felületét.
Az ábra mutatja a kényszer hőáramlást a hőleadó felület, és a mozgó folyadék között. A hőáramlás, hőközlés két mechanikai hatást eredményez; a folyadékon keresztül történő közvetlen hővezetést, és magát a folyadék mozgatását.
A fenti képlet alapján a folyadék sebesség változását (Vf) okozza a felület, és a folyadék hatása, a sebesség a határfelület távolságával változtatható. A hőáramlás mértéke függ a határoló felület vastagságától, és a Ts és T∞ közötti hőmérséklet különbségtől (ΔT) (Ts a felület hőmérséklete, T∞ a folyadék kimeneti oldali hőmérséklete).
Hősugárzás
A hősugárzás, mint hőközlési forma, az előző két módhoz képest az alábbiakban tér el:
- vákuumban is terjed
- elektromágneses sugárzásnál, és abszorpciónál is bekövetkezik
- viselkedését tekintve hasonló a fényhez
Noha a hővezetés, és a hőáramlás esetében a pontok között a hőmérséklet különbség lineárisan változik, a felszín hősugárzási energiája arányos az abszolút hőmérséklet negyedik hatványával. A két felület közötti hőenergia sugárzás arányos a felületek közötti hőmérséklet különbség harmadik hatványával.
A felületet elhagyó infravörös hősugárzást nevezzük kilépő, vagy kisugárzott sugárzásnak. A felület képes kibocsátani a reflektálódó, vagy az objektumon áthatoló sugárzást is, ahogyan a fenti ábra is mutatja. A teljes kilépő energia egyenlő a kibocsátott komponens (We), a reflektálódott energia (Wr), és az áthatoló sugárzás (Wt) összegével. A felület hőmérséklete azonban alapvetően csak a We kibocsátott komponens határozza meg.
