Se lasci una tazza di tè caldo in cucina per l'intera giornata, cosa accadrà alla sua temperatura?

Quando si lascia una tazza di tè caldo in cucina per un giorno intero, la sua temperatura prima o poi raggiungerà quella ambiente. Ciò è dovuto alla seconda legge della termodinamica, secondo la quale in un sistema chiuso l’entropia (o casualità) aumenta sempre nel tempo. In questo caso, il sistema chiuso è la tazza di tè e i suoi dintorni, e l’entropia è la quantità di energia termica che viene trasferita dal tè all’ambiente circostante.

L'energia termica del tè verrà trasferita all'aria della cucina attraverso conduzione, convezione e irraggiamento. La conduzione è il trasferimento del calore attraverso il contatto diretto, quindi il tè trasferirà il calore alla tazza, che a sua volta lo trasferirà all'aria. La convezione è il trasferimento di calore attraverso il movimento di un fluido, quindi l'aria calda attorno al tè salirà e sarà sostituita da aria più fredda, che verrà poi riscaldata dal tè. L'irraggiamento è il trasferimento di calore attraverso onde elettromagnetiche, quindi il tè emetterà radiazioni infrarosse, che verranno assorbite dagli oggetti della cucina.

Con il passare del tempo, il tè perderà sempre più calore nell'ambiente circostante fino a raggiungere la stessa temperatura della stanza. Questo processo può essere accelerato mescolando il tè, cosa che aumenta la superficie del tè a contatto con l'aria, oppure mettendo il tè in un frigorifero o in un congelatore, cosa che ridurrà la temperatura dell'aria attorno al tè.