Un fuoco a legna utilizza i tre tipi di trasferimento di calore che esistono in natura e sono noti alla fisica. Questi includono la convezione, che è un trasferimento di calore attraverso le correnti d'aria. La conduzione è un trasferimento di calore attraverso oggetti solidi come il terreno o i mattoni in una parete del camino. Le radiazioni sono la terza forma di trasferimento di calore comune e possono includere radiazioni dalla luce del fuoco e dall'ossidazione del combustibile nel processo di combustione.
I fuochi a legna trasferiscono il calore allo stesso modo di molti apparecchi di riscaldamento moderni.Convezione
I caminetti utilizzano la convezione naturale dell'aria allo stesso modo di un falò all'aperto per trasferire calore.La convezione è uno dei modi più comuni per trasferire il calore da un oggetto a un altro, sia in natura che in apparecchi di riscaldamento artificiali. Questo perché è un metodo semplice da usare e da controllare. La quantità di calore trasferita per convezione in un incendio a legna è direttamente correlata alla velocità con cui il vento soffia in un incendio all'aperto o al livello di convezione forzata in un incendio nel camino. In un camino, il calore si sposta da un fuoco a legna in una stanza mentre l'aria fresca viene spinta nel fuoco dal pavimento per alimentarla. Questo costringe l'aria calda fuori mentre sale nello spazio della stanza e aumenta la temperatura.
Conduzione
La conduzione è una forma comune, sebbene spesso trascurata, di trasferimento di calore da un fuoco di legna.La conduzione è un metodo più efficiente di trasferimento del calore, ma anche più lento. Più un materiale è denso, più calore può trasportare da una posizione all'altra. In un campeggio la conduzione del fuoco serve a trasferire il calore attraverso il terreno da dove si trova il fuoco, diffondendosi in un modello graduale e sferico. Questo spesso passa inosservato alle persone che si siedono vicino al fuoco, ma mentre il terreno si riscalda, le correnti di convezione che si spostano attraverso di esso trasferiscono anche parte di questo calore dalla superficie solida all'aria. In un camino, la conduzione è abbastanza ovvia se si tocca la muratura esterna di un camino e si sente che il fuoco lo ha riscaldato.
Radiazione luminosa
La luce è un modo rapido per irradiare calore da incendi o altre fonti naturali.Un fuoco a legna trasferisce anche il calore attraverso le radiazioni elettromagnetiche. Ciò include sia la luce visibile prodotta dal fuoco, sia la luce di lunghezze d'onda più lunghe come la gamma di luce infrarossa che l'occhio umano non può vedere. Un fuoco irradia calore con la luce più o meno allo stesso modo del sole. Il processo è anche simile al calore che la terra irradia nello spazio di notte mentre si raffredda, noto come radiazione del corpo nero o radiazione di calore.
Radiazione di combustione
La combustione suddivide molecole complesse come il legno in molecole più semplici come l'anidride carbonica, liberando energia termica nel processo.La reazione chimica del fuoco stesso, noto come combustione, è il metodo principale di trasferimento del calore. Le radiazioni non richiedono il trasferimento di calore, ad esempio per convezione o conduzione, ma richiedono una reazione di qualche tipo. Nel caso di un incendio a legna, si tratta di una reazione chimica in cui il legno viene rapidamente ossidato, producendo gas come ossigeno, anidride carbonica e vapore. Nel processo di demolizione chimica della legna nel fuoco, l'energia viene rilasciata nell'ambiente sotto forma di calore e fiamme.
