T11 Spontane en gedwongen processen

Een kookpan warmt niet spontaan op.
Overdracht van warmte van een koude omgeving naar een warm lichaam is onmogelijk. Als warmte in deze richting zou stromen, en de hoeveelheid warmte die de koude omgeving afgeeft even groot zou zijn als de hoeveelheid warmte die het warm lichaam opneemt, dan zou in de koude omgeving meer entropie verloren gaan dan er in het warme lichaam bijkomt.

Entropieafname is geen natuurlijk proces : warmte stroomt niet van koud naar warm.

Een hete soeppot geeft warmte af aan de omgeving en kan zijn deksel laten dansen.
Warmte stroomt van de warme soeppot naar de koude omgeving. Hierbij neemt de entropie in de omgeving meer toe dan ze in de soeppot daalt.
De entropie van het systeem neemt toe, zelfs wanneer de warmte maar gedeeltelijk in de koude omgeving aankomt. De rest van de energie-overdracht is bruikbaar voor het verrichten van arbeid. Dit voor arbeid beschikbare deel van de energie noemen we vrije energie. Dit principe verklaart de werking van de stoommachine.

De werking van een koelkast is geen onnatuurlijk proces.
In de koelkast is de temperatuur laag omdat warmte uit de koelkast naar de warmere omgeving wordt afgevoerd.
Een warmtestroom van koud naar warm zou leiden tot een daling van de entropie, en kan alleen maar optreden als er extra warmte vrijkomt in de warme omgeving.
Deze extra warmte wordt geleverd door de elektrische motor die de koelkast aandrijft. Hiervoor wordt extra (elektrische) energie aan het systeem toegevoegd.