¿Por qué la energía gravitatoria en este sistema de evaporación y condensación de agua no viola la segunda ley de la termodinámica?

A una temperatura determinada, en su sistema líquido de agua y aire, la misma cantidad de moléculas de agua ingresarán al aire desde el líquido que regresan al líquido desde el aire. El sistema estará en equilibrio y el aire estará "saturado" con vapor de agua.

Hay dos formas en que se formará condensación en el techo. Si el aire está sobresaturado con agua, sus sitios de "nucleación" facilitarán la condensación. Pero las condiciones en este sistema no son las que darían como resultado la sobresaturación. La segunda forma de que se produzca la condensación es que el techo esté más frío que el aire.

Si se produce condensación en el techo, gran parte del calor latente de la condensación se transferirá al techo y, por lo tanto, lo calentará. Para continuar con el proceso de condensación, deberá mantener el techo fresco, lo que requerirá gastos de energía desde el exterior del sistema. Su sistema está cerrado pero no está aislado en términos termodinámicos.

Además, a medida que el agua de condensación pierde calor hacia el techo, el sistema se enfría. Esto dará como resultado una presión de vapor de equilibrio más baja, es decir, menos agua en estado de vapor. Para empeorar las cosas, la temperatura más baja de su sistema requerirá una reducción aún mayor de la temperatura del techo para mantener la condensación.

En cuanto a la entropía, además de los eventos dentro de su sistema, debe considerar los que suceden afuera para impulsar el proceso de refrigeración.

¡Esperemos que entienda que la turbina que puede estar haciendo funcionar dentro del sistema ni siquiera se acercará a alimentar el refrigerador afuera!

¿Por qué la energía gravitatoria en este sistema de evaporación y condensación de agua no viola la segunda ley de la termodinámica?

esta es la segunda ley :

La segunda ley de la termodinámica establece que la entropía total de un sistema aislado siempre aumenta con el tiempo, o permanece constante en casos ideales donde el sistema se encuentra en un estado estacionario o experimentando un proceso reversible.

las cursivas son mías.

En realidad, crear un sistema aislado es un proceso aproximado, uno tiene que asumir que las condiciones externas al sistema no afectan el sistema. En el enunciado de su pregunta, ya ha abierto el sistema a la gravedad, por lo que no es un sistema cerrado y no se aplica la fuerza de la segunda ley.

Esto se puede entender en la formulación estadística de la entropía

[Esta definición] describe la entropía como proporcional al logaritmo natural del número de posibles configuraciones microscópicas de los átomos y moléculas individuales del sistema (microestados) que podrían dar lugar al estado macroscópico observado (macroestado) del sistema. La constante de proporcionalidad es la constante de Boltzmann. En concreto, la entropía es una medida logarítmica del número de estados con probabilidad significativa de ser ocupados

Introducir la gravedad en el problema introduce gravitones, los portadores de ondas gravitacionales, y cada interacción gravitatoria de un gravitón con una supuesta gota genera microestados adicionales. Como estos provienen de la masa de la tierra el sistema por construcción no está aislado por lo que no se aplica la segunda ley.

Ahora, para el contenido de la pregunta: en el mejor de los casos, si es cierto que la condensación puede ocurrir a una temperatura fija con materiales especiales, como afirma en un comentario a bpedit, está transformando energía térmica en energía gravitatoria en energía cinética, y eso podría continuar durante mucho tiempo como esos pájaros bebiendo agua perpetuamente , hasta que la disipación los detenga. La disipación sería el enfriamiento al quitar las colas de la distribución, y también la radiación de cuerpo negro que enfría el sistema.

Las distribuciones de energía cinética del agua y del vapor sobre ella tienen colas largas. Son las moléculas de las colas las que se evaporan del agua y permiten que las gotas alcancen el techo,

es decir, adquirir potencial gravitacional y formar las gotas en la superficie del techo (hipótesis de que esto puede suceder a temperatura constante para materiales especiales).

Cuando una molécula de la cola se condensa en una gota, la temperatura promedio del gas cae en esa pequeña cantidad porque ya no contribuye al promedio que define la temperatura. Lo mismo había sucedido cuando la molécula salió del líquido. Cuando cae la gota, todas las moléculas recuperan la energía cinética y si caen en el agua se mantiene la temperatura constante. Si chocan contra la hélice de la turbina ceden energía cinética, y al volver a caer en el líquido no devuelven la temperatura al valor anterior, porque no les ha devuelto su energía cinética, saliendo con la evaporación. La temperatura cae muy lentamente, porque está relacionada con la raíz cuadrada media de las velocidades en el líquido.

Entonces, la energía térmica se convierte en energía gravitacional, que se convierte en la energía cinética de la turbina, por lo que la temperatura caerá hasta el punto en que ya no se pueden formar gotas en el techo. (dependiendo del material). Si tal material no existe, las otras respuestas son adecuadas.

Piense en cómo podría ajustar el funcionamiento de su máquina si supusiera temporalmente que no se trata de un sistema cerrado:

• Puede acelerar el funcionamiento de su máquina calentando el agua y/o enfriando el techo. En ese caso, su máquina es un motor térmico típico, con energía transferida desde el agua caliente al techo frío por convección y el giro de la turbina como efecto secundario.

• Puede reducir la velocidad o detener su máquina enfriando el agua y/o calentando el techo. Después de todo, así es como funciona el desempañador de la ventana trasera de su automóvil.

Eso significa que en algún lugar entre esos dos gradientes de temperatura hay una configuración en la que su máquina no funciona en absoluto. Si lo configura y lo deja cerrado, eventualmente alcanzará esta configuración de equilibrio y se detendrá.

Ahora bien, es posible que, dado que la gravedad está involucrada, la configuración de equilibrio no sea realmente a temperatura uniforme. Por ejemplo, si la cámara tuviera diez millas de altura, las moléculas de vapor de agua cerca del techo tendrían menos energía cinética promedio que las que están cerca del fondo y una temperatura efectiva más baja. Pero, como todas las propuestas de movimiento perpetuo , solo funcionará durante un tiempo en el mejor de los casos.