Αν αφήσετε ένα φλιτζάνι ζεστό τσάι στην κουζίνα όλη μέρα, τι θα γίνει με τη θερμοκρασία του;

Όταν αφήσετε ένα φλιτζάνι ζεστό τσάι στην κουζίνα για μια ολόκληρη μέρα, η θερμοκρασία του τελικά θα φτάσει σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτό οφείλεται στον δεύτερο θερμοδυναμικό νόμο, ο οποίος δηλώνει ότι σε ένα κλειστό σύστημα, η εντροπία (ή η τυχαιότητα) πάντα αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου. Σε αυτή την περίπτωση, το κλειστό σύστημα είναι το φλιτζάνι του τσαγιού και το περιβάλλον του και η εντροπία είναι η ποσότητα θερμικής ενέργειας που μεταφέρεται από το τσάι στο περιβάλλον του.

Η θερμική ενέργεια από το τσάι θα μεταφερθεί στον αέρα της κουζίνας μέσω αγωγιμότητας, μεταφοράς και ακτινοβολίας. Η αγωγιμότητα είναι η μεταφορά θερμότητας μέσω άμεσης επαφής, έτσι το τσάι θα μεταφέρει θερμότητα στο φλιτζάνι, το οποίο στη συνέχεια θα μεταφέρει θερμότητα στον αέρα. Συναγωγή είναι η μεταφορά θερμότητας μέσω της κίνησης ενός ρευστού, έτσι ο ζεστός αέρας γύρω από το τσάι θα ανέβει και θα αντικατασταθεί από ψυχρότερο αέρα, ο οποίος στη συνέχεια θα θερμανθεί από το τσάι. Η ακτινοβολία είναι η μεταφορά θερμότητας μέσω ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, έτσι το τσάι θα εκπέμπει υπέρυθρη ακτινοβολία, η οποία θα απορροφηθεί από τα αντικείμενα της κουζίνας.

Με την πάροδο του χρόνου, το τσάι θα χάνει όλο και περισσότερη θερμότητα στο περιβάλλον του μέχρι να φτάσει στην ίδια θερμοκρασία με το δωμάτιο. Αυτή η διαδικασία μπορεί να επιταχυνθεί ανακατεύοντας το τσάι, που αυξάνει την επιφάνεια του τσαγιού που έρχεται σε επαφή με τον αέρα ή τοποθετώντας το τσάι σε ψυγείο ή καταψύκτη, γεγονός που θα μειώσει τη θερμοκρασία του αέρα γύρω από το τσάι.