Πώς μπορεί η ροή θερμικής ενέργειας από τα ψυχρότερα αντικείμενα σε θερμότερα αντικείμενα;
Εδώ είναι γιατί:
* Δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής: Αυτός ο νόμος δηλώνει ότι η συνολική εντροπία ενός απομονωμένου συστήματος δεν μπορεί ποτέ να μειωθεί με την πάροδο του χρόνου. Η εντροπία είναι ένα μέτρο διαταραχής ή τυχαιότητας. Με απλούστερους όρους, η θερμότητα ρέει φυσικά από ζεστό σε κρύο επειδή αυξάνει τη συνολική διαταραχή του συστήματος.
* Μοριακό επίπεδο: Η θερμότητα είναι ουσιαστικά η ενέργεια που σχετίζεται με την τυχαία κίνηση των μορίων. Όταν ένα καυτό αντικείμενο έρχεται σε επαφή με ένα κρύο αντικείμενο, τα μόρια στο θερμότερο αντικείμενο έχουν περισσότερη ενέργεια και κινούνται ταχύτερα. Αυτά τα ενεργειακά μόρια συγκρούονται με τα βραδύτερα μόρια του ψυχρότερου αντικειμένου, μεταφέροντας ενέργεια και αυξάνοντας την κίνηση τους. Αυτή η διαδικασία συνεχίζεται έως ότου και τα δύο αντικείμενα φθάσουν στη θερμική ισορροπία (η ίδια θερμοκρασία).
Ωστόσο, υπάρχουν τρόποι για να φανεί * ότι * όπως η θερμότητα ρέει από το κρύο σε ζεστό, αλλά αυτές δεν είναι παραβιάσεις του δεύτερου νόμου:
* Ψυγεία και αντλίες θερμότητας: Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν εξωτερική εργασία (ηλεκτρική ενέργεια) για να μεταφέρουν θερμότητα από μια κρύα δεξαμενή (μέσα στο ψυγείο) σε μια καυτή δεξαμενή (το δωμάτιο). Δεν παραβιάζουν τον δεύτερο νόμο επειδή απαιτούν ενέργεια για να το πράξουν.
* Κινητήρες θερμότητας: Αυτές οι συσκευές εξάγουν θερμότητα από μια καυτή δεξαμενή και χρησιμοποιούν την για να κάνουν εργασία, αλλά απελευθερώνουν επίσης κάποια θερμότητα σε μια ψυχρότερη δεξαμενή. Το καθαρό αποτέλεσμα είναι μια μεταφορά θερμότητας από ζεστό σε κρύο, αλλά η διαδικασία δεν είναι αυθόρμητη.
Συμπερασματικά: Η ροή θερμότητας από το κρύο σε ζεστό απαιτεί εξωτερική παρέμβαση, όπως η εργασία που γίνεται από ένα μηχάνημα. Χωρίς εξωτερική παρέμβαση, η θερμότητα θα ρέει πάντα αυθόρμητα από ένα θερμότερο αντικείμενο σε ένα ψυχρότερο αντικείμενο.
