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Termodinámica: transferencia de calor

Espero que esta pregunta no sea demasiado simplista, pero he estado en una discusión con alguien que afirma que no se transfiere energía entre un objeto frío y uno caliente (ya sea por radiación o conducción) porque la Segunda Ley de la Termodinámica establece que el calor siempre fluye de caliente a frío.

Mi comprensión intuitiva es que la energía en realidad fluye en ambas direcciones, pero el flujo neto se ajusta a la Segunda Ley ya que más va de caliente a frío que viceversa. En efecto, la Segunda Ley es una propiedad emergente de muchas interacciones. ¿Es esto cierto?

EDITAR: Debo agregar que he investigado tanto como he podido, pero ninguna fuente parece afirmar explícitamente otra cosa que la afirmación estándar de la Segunda Ley. Si la respuesta se puede encontrar en un recurso al que se me pueda dirigir, estaría enormemente agradecido y me disculpo por perder el tiempo de alguien.

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No hay tiempo para escribir una respuesta detallada, pero en resumen tienes toda la razón, la energía fluye en ambas direcciones, siempre. La segunda ley se aplica a la transferencia neta de calor-de-calor menos frío-a-calor, promediada con el tiempo.

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@Nathaniel De acuerdo. La direccionalidad de la transferencia de calor no es impuesta por alguna ley universal que exige que sea en una dirección u otra. Es el resultado emergente de miles de interacciones individuales que, curiosamente, pueden predecirse con antelación en función de las temperaturas iniciales de los dos cuerpos.

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accipehoc Puntos 8

Para ver que tienes razón, observa la transferencia de calor radiativo entre cuerpos negros. Considera dos cuerpos negros, llámalos cuerpos A y B, dispuestos como placas planas frente a frente. Supongamos que el cuerpo A tiene una temperatura $T_A$ y el cuerpo B tiene una temperatura $T_B$. Ambas placas son cuerpos negros, por lo que cada una irradia energía a una tasa dada por la ley de Stefan-Boltzmann: $dE/dt = A\sigma T^4$, donde $A$ y $T$ son el área de la superficie y la temperatura del cuerpo en cuestión.

Dado que un cuerpo negro absorbe toda la radiación entrante, el cuerpo A transfiere energía al cuerpo B, incluso si $T_A

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