Első lépésben mélyebben meg kellett ismerkednem az olyan alapvető fizikai fogalmak tartalmával, az ezek között fennálló kapcsolatokkal, mint a hőmérséklet, a hő, a sűrűség, a nyomás és a térfogat. A termodinamikai folyamatok ismerete fontos szerepet játszik egy-egy műszaki berendezés által megvalósított hőtechnikai eljárás során.

A berendezések méretezéséhez ismernünk kell a lezajló hőtani folyamatokat, áramlástani eseteket, hogy meghatározhatóvá váljék a hőáram, azaz ismerjük meg az időegység alatt, az egyik hőhordozó közegből másik hőhordozó közegbe átvihető hőmennyiséget. Ugyancsak e számítások során határozzuk meg a szükséges alapanyagokat, az adott alapanyag hővezetési képességének birtokában pedig a szükséges felületet tudjuk meghatározni, így jutva el az időegység alatt átvihető hőmennyiséghez. A szükséges felület meghatározásához feltétlen ismerni kell a hőátbocsátás sebességét, de ez függ a hőközlés formájától.
A hőcserélők tervezésénél jól felhasználhatók azok az elméleti modellek, amelyek a termodinamikában az elmúlt évszázadok során kikristályosodtak, ma pedig már számítógépes rendszerek által támogatott formában is rendelkezésre állnak. A termodinamika II. főtétele alapján: ha két különböző hőmérsékletű test vagy tér egymással érintkezik, akkor a hőmérséklet-különbség hatására a magasabb hőmérsékletű helyről a hő az alacsonyabb hőmérsékletű helyre fog átadódni. E folyamat megfordíthatatlan, a hőmérséklet-különbség kiegyenlítődés pedig önmagától indul meg. A hőáram a tér vagy test egyik részéből a másikba négyféle módon adódhat át, ezek a hővezetés (kondukció), a hőáramlás (konvekció), a hősugárzás (radiáció) és a hőátadás.

Ezen folyamatok matematikai modellezését mutatom be a csatolt pdf fájlban.