Si tenemos dos gases interactuando a diferentes temperaturas, entonces es posible que un paquete de partículas(*) que se mueven a gran velocidad pasen del gas caliente al frío (casualmente) y eleven la temperatura del gas frío en transfiriendo calor. Sin embargo, el enunciado de Clausius de la segunda ley dice que el calor solo fluye de un cuerpo caliente al frío, por lo que la situación descrita debe ser una violación de la segunda ley. Sin embargo, si pensamos en la imagen general, entonces, por supuesto, es obvio que el calor se transfiere de un gas caliente al gas frío.
Antes de que la gente me diga que la temperatura es una propiedad emergente, considere un paquete de partículas lo suficientemente grande como para que la temperatura sea definible, si esto
¿Significa esto que la segunda ley de la termodinámica se cumple solo cuando se considera la imagen macroscópica? ¿O la segunda ley dice que no es posible que ocurra tal transferencia de "paquetes"?
Busco una referencia para esto si se discute en un libro de texto/documento
*: Suficientemente grande para que la temperatura sea definible
Si tenemos dos gases interactuando a diferentes temperaturas, entonces es posible que un paquete de partículas(*) que se mueven a gran velocidad...
En un "paquete de partículas", no todas las partículas individuales se moverán a "alta velocidad". Si el paquete de partículas es lo suficientemente grande, entonces las velocidades de las partículas individuales variarán con respecto a la velocidad promedio del paquete de partículas de acuerdo con la distribución de velocidades de Stephan-Boltzmann con respecto al promedio.
...pasar del gas caliente al frío (por casualidad) y elevar la temperatura del gas frío transfiriendo calor.
No estoy seguro de lo que quiere decir con "pasar del gas caliente al frío (por casualidad)". Pero las partículas individuales del paquete de gas de alta temperatura chocarán con las partículas individuales del gas de baja temperatura. En promedio, en las colisiones habrá una transferencia neta de energía cinética de las partículas de alta temperatura a las partículas de baja temperatura simplemente porque la energía cinética promedio de las partículas del gas de alta temperatura es mayor que la energía cinética promedio de las partículas del gas de alta temperatura. gas a baja temperatura.
Sin embargo, el enunciado de Clausius de la segunda ley dice que el calor solo fluye de un cuerpo caliente al frío, por lo que la situación descrita debe ser una violación de la segunda ley.
No hay violación de la segunda ley. Aunque puede haber transferencia de energía de las colisiones de partículas de mayor velocidad del cuerpo de menor temperatura a partículas de menor velocidad del cuerpo de mayor temperatura, la transferencia neta que involucra colisiones de todas las partículas será del cuerpo de mayor temperatura al cuerpo de menor temperatura.
Antes de que la gente me diga que la temperatura es una propiedad emergente, considere un paquete de partículas lo suficientemente grande como para que la temperatura sea definible, si esto significa que la segunda ley de la termodinámica se cumple solo cuando se considera la imagen macroscópica. ¿O la segunda ley dice que no es posible que ocurra tal transferencia de "paquetes"?
Si el paquete de partículas es lo suficientemente grande para que la temperatura sea definible, es decir, para que se aplique la distribución de Stephan-Boltzmann, entonces la transferencia neta de energía es del paquete que tiene la energía cinética promedio más alta (es decir, la temperatura más alta) a el paquete que tiene la energía cinética promedio más baja. Sin embargo, eso no excluye la posibilidad de transferencia de energía desde algunas partículas de alta energía del paquete de baja temperatura a algunas partículas de baja energía del paquete de alta temperatura. Eso no viola la segunda ley.
Espero que esto ayude.
Bob D.
cita con la libertad
Bob D.
Bob D.