En teoría, ¿hay una manera de mantener caliente el líquido caliente para siempre?

El calor es una transferencia de energía.

Si deja de lado una taza de café caliente, eventualmente se enfriará hasta alcanzar la misma temperatura que la habitación. La habitación también se calentará una pequeña fracción, hasta que sus temperaturas coincidan. El café ha transferido su energía a la taza (conducción) y a las moléculas en el aire (convección). Cualquier objeto dejado por sí mismo finalmente terminará con la misma temperatura que su entorno.

Si miramos esto en una escala más grande … ¡el universo por ejemplo! La temperatura promedio es de 2.73 kelvins. Entonces, si dejamos algo fuera para siempre, eventualmente llegará a 2.73 kelvin. (Que alguien me corrija si me equivoco)

¡Lo único que podemos hacer es reducir la transferencia de calor para mantener el café caliente por más tiempo! Nunca infinito, pero me imagino que en el futuro podríamos disminuir la transferencia de calor incluso más que con un termo promedio.

Un termo promedio funciona alineando el interior con aspiradoras para limitar la convección, y utilizando materiales que son conductores terribles; Es decir, plástico y vidrio. Pero incluso en un vacío el calor se transfiere a través de la radiación. Transfiere calor por ondas electromagnéticas o fotones. Por lo que sé, no hay formas conocidas de evitar que el calor se escape a través de la radiación, por lo que la respuesta es tristemente no.

Para siempre es un tiempo terriblemente largo. Si acepta la idea de la muerte térmica del universo http://en.wikipedia.org/wiki/Hea …, entonces la respuesta es claramente “no”.

Considere que el calor es energía cinética a escala molecular. Mantener algo caliente (más cálido que su entorno) de forma indefinida es similar a una máquina de movimiento perpetuo. La entropía siempre te alcanza.

Entonces, tu suposición es que hay un contenedor que no pasará energía, lo que restringirá la energía a ese contenedor.

No soy físico, pero incluso con un contenedor de este tipo: el universo se está expandiendo en todos los puntos. Así, el espacio dentro de ese contenedor se está expandiendo en todos los puntos. A medida que el volumen se expande, el calor en el interior disminuye (PVT). Por lo tanto, su contenedor mágico no puede mantener el líquido a una temperatura específica sin insertar energía en el contenedor.

Que es una especie de lo que está sucediendo en el contenedor mágico en el que todos estamos sentados.

Si el calor nunca deja el líquido, es decir, mantener el calor “en”, y el líquido es un elemento puro no radiactivo, entonces no hay ninguna razón por la que no se mantendrá caliente para siempre.

La ecuación simplificada para mirar sería deU = Q – W. Si el líquido no hace nada, no reacciona consigo mismo o con el entorno, no sufre decaimiento, ni habla y juega al ajedrez, entonces W = cero. Y Q es que el movimiento del calor es cero en tu contenedor de ciencia ficción. Por lo tanto, U, o la energía térmica interna no haría todos los cambios.

Así que en términos netos:
1. W = 0
2. Q = 0
3. ???
4. Beneficio!

No solo no en teoría, sino en la práctica. La segunda ley de la termodinámica (“entropía”) prohíbe esto. Uno necesitaría un contenedor de tamaño infinito, digamos el del universo, que es bastante irrazonable.

En un contenedor aislado perfecto, y suponiendo que no se produjeran reacciones químicas endotérmicas dentro del líquido, se mantendría caliente para siempre por definición.

Sin un contenedor perfectamente aislado, necesita un termostato y un elemento calentador.

Sí, rodéelo completamente con un recipiente tan caliente como quiera que quede el líquido y con la misma emisividad espectral. Entonces no tendrás pérdidas conductoras ni radiactivas.

Para evitar que el calor se apague, realice una de las siguientes acciones.

1) Detener el flujo de calor por aislamiento
2) Mantenga el ambiente a la misma temperatura que el líquido que desea.
3) Si no puedes evitar que el calor se apague. Dar calor haciendo trabajo constantemente.

En teoría, rodear su contenedor con un aislante perfecto lo haría.
En la práctica, no existe tal material, por lo que no se puede hacer.

No hay forma posible de hacerlo, ya que el calor viajará como energía IR incluso si está contenido en un vacío.