Liczba Biota jest bezwymiarową grupą nazwaną na cześć J. B. Biota, który w 1804 roku analizował wzajemne oddziaływanie pomiędzy przewodzeniem w ciele stałym a konwekcją na jego powierzchni. Wartość liczbowa liczby Biota (Bi) jest kryterium, które daje bezpośrednie wskazanie względnego znaczenia przewodzenia i konwekcji w określaniu historii temperatury ciała ogrzewanego lub chłodzonego przez konwekcję na jego powierzchni. Bi powinno być zawsze wyliczane na początku, aby zidentyfikować przejściowe problemy związane z przewodzeniem, które mogą być traktowane po prostu jako problemy z parametrami grudkowymi, dla których Bi < 0.1 i dla których rzadko konieczne jest rozwiązywanie równania przewodzenia, tj, konwekcja jest procesem kontrolującym szybkość.
Rysunek 1 może być użyty do przypisania Bi znaczenia fizycznego i przedstawia graniczne rozkłady temperatury w stanie ustalonym w dwóch płytach, które ochłodziły się z początkowej jednolitej temperatury T1 w wyniku ekspozycji na przepływ chłodzący przy T2 wzdłuż jednej powierzchni.
Dla obu płyt, bilans cieplny na chłodzonej powierzchni może być skonstruowany przy użyciu prawa Fouriera dla strumienia przewodzenia w ciele stałym przy powierzchni i prawa chłodzenia Newtona dla strat konwekcyjnych przy powierzchni:
Ten bilans cieplny można przearanżować, aby otrzymać bezwymiarową wartość Bi:
z czego wynika, że Bi może być uważane za stosunek oporu na wymianę ciepła stawianego przez procesy przewodzenia Rcond i konwekcji Rconv.
Rysunek 1 przedstawia przykładowy rozkład temperatury w układzie o niskiej zawartości Bi (np, płyta stalowa (λ = 35 W/mK) o grubości 5 cm chłodząca się w powietrzu, gdzie, ponieważ opór przepływu ciepła wewnątrz ciała stałego jest mały w stosunku do oporu stawianego przez procesy konwekcji na powierzchni, rozkład temperatury wewnętrznej w ciele stałym jest stosunkowo równomierny. Ogólnie, w ciałach o prostej geometrii, np. płytach, cylindrach, kulach, błąd wprowadzony przez założenie o jednolitej temperaturze ciała będzie mniejszy niż 5%, gdy opór wewnętrzny jest mniejszy niż 10% oporu zewnętrznego, tj. gdy Bi < 0.1.
Rysunek 1. Porównanie w pełni rozwiniętych profili temperatury w dwóch płytach chłodzonych tym samym płynem.
.