Естественные науки

Физики, расскажите про температуру

Почему тепло переходит только от более горячего тела к менее горячему, но не наоборот? (без вмешательства других явлений)
Слышал такую версию, что в общем-то - ни почему, у этого нет оснований в других физических законах. То есть, всё дело в статистике: намного более вероятно, что быстрая частица столкнётся с медленной и передаст ей часть своей энергии, чем наоборот.
Отсюда исходит то, что с очень-очень малой вероятностью, возможно даже ни разу за историю вселенной, холодное тело может ещё больше нагреть горячее просто от контакта с ним, из-за очень удачных векторов движения молекул в каждом.

Это как, похоже на правду?
Пытаюсь представить, чтобы медленный объект ускорил быстрый, но что-то не удаётся. Представляю только с макро-телами, вроде хоккейных шайб, но может на уровне молекул оно происходит иначе.
"Слышал такую версию, что в общем-то - ни почему"
Так и есть - "ни почему" означает, что второе начало термодинамики в том или ином виде можно смело засунуть в аксиоматику термодинамики.
Статистическое объяснение выходит за рамки термодинамики, это уже другая физ. теория, уточняющая термодинамику. Термодинамика обо всяких молекулах ни фига не знает, это не её дело.
Марина Криулева
Марина Криулева
34 449
Лучший ответ
Тепло просто переходит оттуда, где его больше - туда, где его меньше. Это ровно то же самое, что и при перетекании воды в сообщающихся сосудах. При желании ты можешь даже оперировать понятием "холода" (хотя это и неграмотно - но работать все равно будет). "Холод" ТОЖЕ перетекает оттуда, где его больше - туда, где его меньше. Т.е. от более холодного предмета к более теплому.
Температура есть мера внутренней энергии тела. Ты же говоришь о передаче тепловой энергии наружу, что не совсем одно и то же.
Тепло передается методом конвекции, диффузии и излучения.
Диффузию мы рассматривать не будем - тела-то у нас разные.
С излучением такое дело. Ясен пень, что тела будут излучать фотоны друг на дружку и никто им не запретит. Но! За некоторую единицу времени более горячее тело будет излучать больше энергии, чем холодное, и будет остывать быстрее, хоть ты его все холодными телами обложи. Поэтому, возвращаясь к температуре - она все равно будет падать у горячего тела и повышаться у холодного, потому что общий градиент излучения будет направлен таким вот образом.
Ну а вариант с конвекцией ты уже рассмотрел и сам - действительно, тело с меньшим импульсом может сообщить телу с бОльшим импульсом дополнительный импульс (допустим, легкий и быстрый шарик догонит большой и медленный и "боднет" его в направлении общего движения). Но в микромире это так не работает - там правит статистика и средние значения. И вот из-за несовпадений хаотичных траекторий по вектору и получается так, что в среднем чаще и сильнее "бодаются" более теплые частицы и отдают импульс более холодным и медленным.
Это примерная картинка, разумеется, никакого физического соударения там не происходит и т. д..

Даже представь себе свои шайбы. Пусть по льду елозит десяток "медленных" шайб и носится со страшной скоростью десяток же быстрых. С какой вероятностью медленная шайба наподдаст быстрой (это, кстати, вполне возможно), и с какой вероятностью случится обратное? Просто представь.
Ирина Есиновская Как медленная сможет наподдать быстрой?
Ирина Есиновская Противоречит законом физики. При столкновении медленной шайбы с быстрой. Ну никак быстрая не сможет набрать еще большую скорость. Не могу представить.
Возьми большую коробку, насыпь туда много маленьких чёрных шариков в несколько слоев. Сверху насыпь много маленьких белых шариков тоже в несколько слоев. Потом начинай это все перемешивать. Скоро чёрные и белые шарики равномерно перемешаются.
Продолжай перемешивать. И попробуй добиться, штобы чёрные опять оказались внизу, а белые наверху. Не добьёшься _никогда_.

Вот, собссно, причина, по которой от холодного тела тепло самопроизвольно не переходит к горячему. Причина эта – вероятность. Она чудовищно мала.
Владимир Сомов
Владимир Сомов
93 569
Лет 10-12 назад здесь М.Левин привёл пример из Интернета, в котором в калориметре каким-то хитрым способом передаётся тепло от холодного источника к тёплому. Там вроде использовалась ещё промежуточная среда; кроме того отношения температур и масс тел ограничивались какими-то числами (если не ошибаюсь, там фигурировало число е)...
Левина поддерживал Дивергент - он (или она) тогда назывался "Эфиопская кобра" и ещё как-то.
Думаю, при хорошем поиске сможете найти всё это сами.
Когда говорят "температура воздуха" или "температура воды" или "температура тела" подразумевается наличие среды, которая сообщает телу свою температуру. Это слишком очевидно... Также очевидно и то, что давление связано с температурой уравнением Менделеева, поэтому изменение давления всегда подразумевает следствие - изменение температуры... равно как и наоборот.. Жидкая вода в космосе мгновенно станет льдом. Разве льдом она стала только из-за низкого давления? Если да, то это прямое отрицание уравнения Менделеева и какого там клапейрона по зависимости давления от температуры ! Почему мы не можем сказать в отношении космоса "температура космоса" или "вакуума", если в отношении воздуха или воды так говорим? На что могут возразить, мол среда то же вещество... допустим воздух вещество, а внутри него другое вещество принимает его температуру, но в том и вопрос, что внутри чего находится! Большее по объему вещество называют СРЕДА и именно она сообщает температуру (параметры) другим веществам которые в ней находятся! Поэтому температура показатель среды, в которой находится вещество даже если мы эту среду назовем "веществом", оно будет внешним "веществом" или просто средой нахождения меньшего...
Итак температура характеристика среды, в которой находится вещество... это правило справедливо для всех тел и веществ на планете земле и только для космоса - этой без крайней, огромной внешней среды, у ослов температура вдруг, видать с большого бадуна, стала характеристикой самого вещества ...где логика лол ?
Вы холодное тело поместили в горячую среду и тело отдало тепло среде, т. е. решающую роль играет СРЕДА, которая сообщила телу свою температуру, вы говорите "теплообмен", но если Вы горячее тело поместили в холодную среду... почему в этом случае уже тело отдает тепло, а не СРЕДА забирает холод тела? Почему вы считаете что существует только теплообмен, а холодообмена не существует ?
температура тела на свету в космосе равна +150, в тени -250, средняя равна -50 поэтому все кто говорит что у космоса нет температуры идут дружно нх..
Kazken E
Kazken E
66 133
Подробная информация:
http://temperatures.ru/pages/ponyatie_temperatury
Да, так и есть. На уровне атомов и молекул можно говорить о механическом движении.
ВК
Вячеслав Кан
39 431
Тут скорее вопрос по термодинамике.

Любая система стремится к минимуму энергии. Такова природа вещей)

Если бы тела не теряли энергию, то была бы невозможна её передача, а значит и движение в принципе.