Jeśli zostawisz filiżankę gorącej herbaty w kuchni na cały dzień, co stanie się z jej temperaturą?

Jeśli zostawisz filiżankę gorącej herbaty w kuchni na cały dzień, jej temperatura w końcu osiągnie temperaturę pokojową. Dzieje się tak ze względu na drugą zasadę termodynamiki, która stwierdza, że ​​w układzie zamkniętym entropia (lub losowość) zawsze rośnie z czasem. W tym przypadku układem zamkniętym jest filiżanka herbaty i jej otoczenie, a entropia to ilość energii cieplnej przekazywanej z herbaty do otoczenia.

Energia cieplna z herbaty będzie przekazywana do powietrza w kuchni poprzez przewodzenie, konwekcję i promieniowanie. Przewodnictwo to przekazywanie ciepła poprzez bezpośredni kontakt, więc herbata przekaże ciepło do filiżanki, która następnie przekaże ciepło do powietrza. Konwekcja to przenoszenie ciepła poprzez ruch płynu, w wyniku czego gorące powietrze wokół herbaty uniesie się i zostanie zastąpione chłodniejszym powietrzem, które następnie zostanie ogrzane przez herbatę. Promieniowanie to przenoszenie ciepła za pomocą fal elektromagnetycznych, więc herbata wyemituje promieniowanie podczerwone, które zostanie pochłonięte przez przedmioty w kuchni.

Z biegiem czasu herbata będzie oddawała coraz więcej ciepła swojemu otoczeniu, aż osiągnie tę samą temperaturę co pomieszczenie. Proces ten można przyspieszyć mieszając herbatę, co zwiększa powierzchnię herbaty stykającą się z powietrzem, lub umieszczając herbatę w lodówce lub zamrażarce, co obniży temperaturę powietrza wokół herbaty.