¿Es posible "agregar frío" o "agregar calor" a los sistemas?

Amanda acaba de servirse una taza de café caliente para empezar el día. Tomó su primer sorbo y casi se quema la lengua. Como no tenía mucho tiempo para sentarse y esperar a que se enfriara, puso un cubito de hielo en su café y lo revolvió con una cuchara de metal. Después de un momento, sintió que la cuchara se calentaba, pero cuando tomó otro sorbo, el café estaba más frío. Estaba bastante segura, el hielo agregaba frío a su café y el café agregaba calor a su cuchara.

¿Estarías de acuerdo?

Me parece una pregunta de 'sí o no'. Creo que podría haber puesto cualquiera y explicar por qué sintió que era así, o poner ambos y decir para cada uno por qué lo diría así.
No pienses en "añadir frío" a un sistema. Puede eliminar la energía térmica a través de la transferencia de calor, en cuyo caso, la temperatura del sistema normalmente disminuye (excepto durante un cambio de fase). O puede agregar energía térmica a través de la transferencia de calor, en cuyo caso, la temperatura del sistema normalmente aumenta (excepto durante un cambio de fase).

Respuestas (5)

Supongo que podrías pensar en el cubo de hielo "agregando frío" al sistema, pero por convención, normalmente discutimos estos asuntos en términos de calor. Si el frío fuera lo inverso del calor, podríamos decir que eliminar calor de un sistema es lo mismo que agregar frío, pero para estar en paralelo con la comunidad científica, sería más inteligente decir que estás "eliminando calor".

Recuérdese que dos cuerpos en contacto desearán alcanzar el equilibrio térmico. Entonces, al agregar un cubo de hielo frío, la mayor cantidad de energía térmica en el café caliente comenzará a "filtrarse" en el cubo de hielo, que tiene una cantidad muy baja de energía térmica. Estos dos sistemas intentarán alcanzar un equilibrio térmico, cuando el agua del cubo de hielo y el café tengan la misma cantidad de energía térmica.

Con el tiempo, el café también perderá energía térmica en el aire a medida que calienta el aire circundante inmediato.

La cuchara es la misma historia. Dado que inicialmente estaba frío (supongamos que está a temperatura ambiente), recibirá energía térmica del café (que tiene más energía térmica) y comenzará a calentarse. Suponiendo que esta cuchara sea de metal, será un buen conductor de esta energía y es probable que toda la cuchara se caliente fácilmente. Debido a este aumento de energía térmica, la cuchara se calentaría más.

Podríamos decir que al volvernos más calientes, "eliminamos el frío" de la cuchara, pero nuevamente, eso va en contra de la convención general. Generalmente hablamos en términos de calor.

Sí. El fluido está en contacto con la cuchara, y debido a que el primero está más caliente que el segundo, se transfiere calor, lo que hace que la cuchara se caliente. Sobre el cubo de hielo: técnicamente "agregar frío" no tiene mucho sentido. El cubo de hielo se derretirá debido a la transferencia de calor del medio más caliente al más frío, un proceso que enfría el café. Además, el calor se transfiere del café al agua, lo que también resulta en un enfriamiento.

Lo más importante de la sensación es que es relativa y depende de la temperatura del punto del sensor en la piel. Esa es la razón por la que necesitamos un termómetro para medir la temperatura con el que todos puedan estar de acuerdo.

La transferencia de energía está involucrada aquí, pero tiene muy poco que ver con los sentimientos de Amanda. La lengua y la boca de Amanda estaban a una temperatura alta debido al sorbo inicial, lo que hizo que sintiera que el siguiente sorbo era más frío, lo cual fue realmente genial debido a la adición de hielo.

En el caso de la cuchara, la cuchara no puede calentarse más porque el calor del café (y parte del calor de la cuchara) se consumió al derretirse el hielo. Pero Amanda sintió que la cuchara estaba más caliente porque sus dedos estaban relativamente fríos debido al contacto con el hielo.

Incluso sin tocar el hielo, la cuchara se calentaría (y se sentiría).

Definitivamente no estoy de acuerdo.

El frío es un sentimiento relativo, no se le puede agregar; El café liberará la temperatura para igualar la temperatura.

No exactamente. La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las moléculas, por lo que el café liberará energía en forma de calor para igualar la temperatura.

Este no es un ejercicio basado en opiniones. La energía térmica se genera a través de la conversión. No es inherente. El estado natural del espacio oscuro vacío es el cero absoluto. Las estrellas y otros cuerpos celestes generan energía térmica que se distribuye por el espacio y es absorbida y retenida por otros objetos. No es posible añadir frío. Solo es posible añadir o quitar calor. Esto se observa más fácilmente en el concepto de fregaderos de sombreros de computadora. Enfrían la CPU atrayendo calor hacia el metal y usando el movimiento del aire para sacarlo del interior del chasis.