fluxo de calor
das ferraementas de um cientista ou engenheiro é o balanço de energia. Tal balanço pode ser realizado para qualquer sistema físico, de reatores químicos a organismos vivos, e geralmente toma a seguinte forma
\big. \frac{\partial E_\mathrm{e}}{\partial t} - \frac{\partial E_\mathrm{s}}{\partial t} - \frac{\partial E_\mathrm{a}}{\partial t} = 0 onde os três termos \big. \frac{\partial E}{\partial t} representam a taxa no tempo da quantidade total de energia entrando, a quantidade total de energia saindo e a quantidade total de energia acumulada, respectivamente.
No entanto, se o único meio pelo qual o sistema troca energia com suas proximidades é através da transferência de calor, o fluxo de calor pode ser usado para calcular o balanço de energia, já que
\big. \frac{\partial E_\mathrm{e}}{\partial t} - \frac{\partial E_\mathrm{s}}{\partial t} = \oint_S \overrightarrow{\phi_q} \cdot \, \overrightarrow{dS} onde integra-se a densidade de fluxo de calor \overrightarrow{\phi_q} sobre a superfície S do sistema.
Em aplicações do mundo real não é possível conhecer a densidade do fluxo de calor exato em cada ponto da