Lämpötilagradientti on lämpötilan asteittainen vaihtelu etäisyyden mukaan. Kaltevuuskaltevuus on materiaalissa tasainen. Kaltevuus muodostetaan aina, kun kaksi eri lämpötilassa olevaa materiaalia ovat fyysisessä kosketuksessa toistensa kanssa. Lämpötilagradienttien mittayksiköt ovat astetta etäisyysyksikköä kohden, kuten ° F tuumaa tai ° C per metri.
Monet lämpötilagradientit ovat luonnossa, kun taas toiset syntyvät. Maan suurin lämpötilagradientti on maapallo itse. Maan ytimen lämpötilan arvioidaan olevan noin 9,000 ° F (5,000 ° C); se on 6,650 3,700 ° F (200 ° C) ytimen ja vaipan välisellä rajalla, kun taas kuoren lämpötila on noin 93 ° F (XNUMX ° C). Jokaisella kerroksella on eri kaltevuuslämpötilan gradientti riippuen kerroksen lämmönjohtavuudesta.
Maan ja auringon välillä ei ole lämpötilagradienttia, koska niiden välissä ei ole ilmakehää. Lämpökapasiteetti on materiaalin kyky pitää lämpöä. Tyhjiössä on nolla lämpökapasiteetti.
Konvektio tuhoaa lämpögradientin. Kastiketta lämmitettäessä poltinta lähinnä oleva neste tulee kuumimmaksi. Sekoitettaessa kuuma neste sekoittuu viileämpään nesteeseen, lämpö jakautuu tasaisesti ja lämpötilagradientti mitätöidään.
Jos konvektiivinen lämmönsiirto jätetään sekoittamatta, se aiheuttaa lämpimän nesteen nousun ja kylmän putoamisen ja jonkin verran kiertoa, vaikka se ei ole yhtä tehokasta kuin aktiivinen sekoittaminen. Ajan myötä lämmön siirtämisestä johtavat voimat pohjalta muodostavat tasapainon konvektiivisten voimien kanssa, jotka aiheuttavat veden kiertämisen. Jos lämmönlähde on alhainen, kierto hidastuu, jyrkkä lämpötilagradientti voi esiintyä ja kastike voi palaa pohjalla. Jos lämpö on korkea, kastike kiehuu, lämmönsiirto konvektiolla on korkea ja lämpötilagradientti on lähellä nollaa.
Eristystä käytetään lämmönsiirron hidastamiseen asettamalla lämmönlähteen viereen matalan lämmönjohtavuuden omaava materiaali. Eristys auttaa säilyttämään lämpögradientin eristetyn kohteen ja ympäristöolosuhteiden välillä. Kahvi pysyy lämpimämpänä vaahtomukissa kuin alumiinikupissa, koska vaahto johtaa lämpöä vähemmän helposti. Samoin kahvin juominen voi polttaa muutaman sormen poimiessaan alumiinikuppia, koska lämpögradientti on lähellä nollaa ja kupin ulkopuolen lämpötila on lähes sama kuin kupin sisäpuolella.
Jotta lämpögradientti olisi vakaa, sillä on oltava jatkuva lämmönlähde ja käytettävissä oleva jäähdytyselementti. Jatkuvien kaltevuuksien ylläpitäminen on harvoin tärkeää, paitsi kun suoritetaan kemiallisia reaktioita. Monet teolliset prosessit vaativat huolellista lämmönhallintaa. Elävän solun on myös ylläpidettävä huolellista lämmönhallintaa optimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi. Vaikka tiedemiehet ymmärtävät, kuinka ihmiskeho kokonaisuudessaan ylläpitää lämpötilagradienttia ytimensä ja ulkomaailman välillä, yksittäisten solujen käytettävissä olevat vaihtoehdot ovat vähemmän selkeitä.