Temperatūros gradientas yra laipsniškas temperatūros pokytis atsižvelgiant į atstumą. Gradiento nuolydis medžiagoje yra vienodas. Gradientas nustatomas bet kuriuo metu, kai dvi skirtingos temperatūros medžiagos fiziškai liečiasi viena su kita. Temperatūros gradientų matavimo vienetai yra laipsniai atstumo vienetui, pvz., °F colyje arba °C vienam metrui.
Daugelis temperatūros gradientų egzistuoja natūraliai, o kiti yra sukurti. Didžiausias temperatūros gradientas Žemėje yra pati Žemė. Apskaičiuota, kad Žemės šerdies temperatūra yra apie 9,000°F (5,000°C); ji yra 6,650 3,700 ° F (200 93 ° C) ties šerdies ir mantijos riba, o plutos temperatūra yra apie XNUMX ° F (XNUMX ° C). Kiekvienas sluoksnis turi skirtingo nuolydžio temperatūros gradientą, priklausomai nuo sluoksnio šilumos laidumo.
Tarp Žemės ir saulės nėra temperatūros gradiento, nes tarp jų nėra atmosferos. Šilumos talpa yra medžiagos savybė išlaikyti šilumą. Vakuumas turi nulinę šiluminę galią.
Konvekcija sunaikina šiluminį gradientą. Kaitinant padažo puodą, arčiausiai degiklio esantis skystis tampa karščiausias. Maišant karštas skystis susimaišo su vėsesniu skysčiu, šiluma pasiskirsto tolygiai, o temperatūros gradientas panaikinamas.
Jei nemaišoma, dėl konvekcinio šilumos perdavimo šiltas skystis pakils, o šaltas nukris, taip pat atsiras tam tikra cirkuliacija, nors tai nebus tokia efektyvi kaip aktyvus maišymas. Laikui bėgant laidumo jėgos, perduodančios šilumą iš dugno, sukurs pusiausvyrą su konvekcinėmis jėgomis, sukeliančiomis vandens cirkuliaciją. Jei šilumos šaltinis yra mažas, cirkuliacija bus lėta, gali būti staigus temperatūros gradientas, o padažas gali būti apdegęs apačioje. Jei karštis yra didelis, padažas užvirs, šilumos perdavimas konvekcijos būdu bus didelis, o temperatūros gradientas bus artimas nuliui.
Šilumos perdavimui sulėtinti naudojama izoliacija, šalia šilumos šaltinio dedant žemo šilumos laidumo medžiagą. Izoliacija padeda išlaikyti šilumos gradientą tarp izoliuojamo objekto ir aplinkos sąlygų. Kava putų puodelyje išliks šiltesnė nei aliuminio puodelyje, nes puta prasčiau praleidžia šilumą. Taip pat kavos gėrėjas gali nudeginti kelis pirštus, paimdamas aliuminio puodelį, nes šiluminis gradientas yra artimas nuliui, o puodelio išorės temperatūra yra beveik tokia pati kaip puodelio viduje.
Kad šiluminis gradientas būtų stabilus, jis turi turėti pastovų šilumos šaltinį ir turimą šilumos šalintuvą. Išlaikyti pastovius gradientus retai kada svarbu, nebent vyksta cheminės reakcijos. Daugelis pramoninių procesų reikalauja kruopštaus šilumos valdymo. Kad gyva ląstelė veiktų optimaliai, ji taip pat turi atidžiai kontroliuoti šilumą. Nors mokslininkai supranta, kaip žmogaus kūnas kaip visuma palaiko temperatūros gradientą tarp savo šerdies ir išorinio pasaulio, atskirų ląstelių galimybės nėra tokios aiškios.