Тепловое равновесие устанавливается при разности температур с помощью переноса теплоты в пределах одного тела или между различными телами. Теплопередача может быть осуществлена путем теплопроводности, излучения и конвекции. Очень часто все три способа работают вместе. В твердых телах, жидкостях и газе движущиеся молекулы передают свою кинетическую энергию соседним молекулам - этот процесс называется теплопроводностью.
   Если рассматривать конвекцию отдельно от других возможных вариантов передачи тепла, то она может быть свободной и принудительной. Свободная конвекция характеризуется естественным движениям в среде. А принудительная конвекция обычно происходит под воздействием различного рода вентиляторов и подобных устройств. При этом нужно отметить, что принудительная конвекция позволяет получить больший теплообмен, нежели естественная.
   Из курса физики мы знаем, что любое тело с температурой выше "абсолютного нуля" (0 Кельвин) способно испускать тепловое излучение. При попадании лучей тепла на тело происходит поглощение части энергии и преобразованием этой энергии в тепло. А тепловые лучи, которые не могут быть поглощены телом чаще всего отражаются, но могут и проходить сквозь него. При этом существует понятие так называемого "абсолютно черного тела" - тела, которое поглощает всю без исключения энергию, получаемую от других тел.

   В действительности теплопередача представляет собой сумму теплопередач, которые происходят в результате теплопроводности, излучения и конвекции. Для расчетов применяется следующее соотношение:

   Чаще всего теплопередача происходит между телами, которые отделены друг от друга какой-либо стенкой. Разделяющая стенка имеет свой коэффициент теплопередачи на каждой стороне и коэффициент теплопроводности, - вместе они образуют, так называемый, общий коэффициент теплопередачи. В практике применяют следующее соотношение коэффициентов:

   Количество теплоты, которое передается в различного рода охладителях, представляет собой во всех точках функцию изменения температур и общего коэффициента теплопередачи. Для определения переданной теплоты от какой-либо поверхности (или площади) применяют соотношение:

   При этом появляется новый параметр - логарифмическая средняя разность температур. Данную величину можно найти зная разность температур на сторонах стенки по формуле, представленной ниже.