Nello studio della trasmissione del calore, nelle tre forme possibili conduzione, convezione,  irraggiamento si perviene sempre, a regime, per quanto riguarda il flusso di potenza termica attraverso i corpi, ad una espressione del tipo

R*Q=DT  (1)

in cui Q rappresenta la potenza termica trasmessa, DT la differenza di temperatura tra gli estremi della la sezione di controllo del flusso. 

Essa è formalmente identica  alla legge di Ohm

R*I=DV  

per cui la R della (1) viene per questo chiamata resistenza termica.

Data la facilità con cui si possono combinare le resistenze elettriche tra loro, secondo i concetti di serie e parallelo, è naturale pensare di sfruttare tali metodi nella trasmissione del calore.

Le grandezze che si corrispondono nell'analogia sono riassunte nella seguente tabella

L'analogia può essere così espressa:

In un corpo materiale l'intensità di corrente fluisce dal punto a potenziale più alto al punto a potenziale più basso, è proporzionale alla differenza di potenziale e dipende dalla natura del corpo materiale. La costante di proporzionalità corrispondente al rapporto tra la differenza di potenziale e l'intensità di corrente è chiamata resistenza elettrica.

sostituendo le parole intensità di corrente con potenza termica e potenziale con temperatura, elettrico con termico si ha:

In un corpo materiale la potenza termica fluisce dal punto a temperatura più alta al punto a temperatura più bassa, è proporzionale alla differenza di temperatura e dipende dalla natura fisica del corpo. La costante di proporzionalità corrispondente al rapporto tra la differenza di temperatura e la potenza termica è chiamata resistenza termica.

Se ci si riferisce al fenomeno della conduzione termica l'analogia si estende anche al modo in cui la resistenza elettrica e quella termica dipendono dalle proprietà fisico-geometriche del corpo materiale. Entrambe sono direttamente proporzionali alla lunghezza del corpo materiale misurata nel senso del flusso, ed inversamente proporzionale alla sezione trasversale. La costante di proporzionalità è chiamata resistività.

Le figure illustrano l'analogia.

Nel caso della convezione la differenza di temperatura da considerare è quella tra la temperatura della superficie  e quella del fluido che la la lambisce a sufficiente distanza dalla parete, quindi DT= T_S-T_fluido. La resistenza termica diventa allora

R=(1/h)*(1/A)

in cui h  (W/m²K) è il coefficiente di scambio termico convettivo ed A l'area della superficie.

Anche nel caso dell'irraggiamento si perviene al concetto di resistenza termica. La differenza di temperatura da considerare è quella tra la temperatura della superficie del corpo considerato e quella dei corpi circostanti a temperatura ambiente. quindi DT= T_S-T_amb

 La resistenza termica si calcola con l'espressione

R=(1/h_irr)*(1/A)

dove

h_irr=es(T_S²+T_amb²)(T_S+T_amb) (W/m²K)

è il coefficiente di scambio termico per irraggiamento.

e: è l'emissività della superficie. L'emissività di una superficie è il rapporto tra la radiazione emessa dalla superficie e la radiazione emessa dal corpo nero alla stessa temperatura. ( legge di Stefan-Boltzmann En=s*T⁴ W/m²)

s: 5.67*10^-8 W/(m²K⁴) costante di Stefan-Boltzmann.

E' opportuno in questo caso osservare che la resistenza termica dipende dalle temperature della superficie e dell'ambiente.

ESEMPIO

La figura che segue mostra il flusso di una potenza termica da un ambiente con un fluido a temperatura T1 verso un ambiente con un fluido a temperatura T2, attraverso una parete, l'area della cui superficie è A, composta da 6 diversi materiali. Si fa l'ipotesi che il flusso sia monodimensionale (cioè avvenga unicamente lungo l'asse x, orizzontale: ogni superficie orizzontale è adiabatica). I rettangoli blu sono superfici perfettamente isolanti dal punto di vista termico.

La struttura termica può essere schematizzata con la rete elettrica resistiva rappresentata.

Si ha:

Req=R_c1+R₁+(R₂+R₄)*R₃/(R₃+R₂+R₄)+R₅+R₆+R_c2.

Q=(T1-T2)/Req

con

R_c1=1/(h₁*A); R_c2=1/(h₂/A) resistenze convettive

R₁=(1/l₁)*(a/A); R₂=(1/l₂)*((b+c)/A₂); R₃=(1/l₃)*((b+c)/A₃); R₄=(1/l₄)*(c/A₂); R₅=(1/l₅)*(d/A); R₆=(1/l₆)*(e/A); resistenze conduttive

Le superfici verticali sono isoterme (-> equipotenziali) ed il valore della loro temperatura si trova applicando la legge di Ohm:

T_A=T₁-R_c1*Q

T_B=T_A-R₁*Q

T_C=T_B-R₂*Q₁

T_D=T_C-R₄*Q₁

Q₁=Q*R₃/(R₃+R₂+R₄)

T_E=T_D-R₅*Q

T_F=T_E-R₆*Q