Från Termisk energi till....?

Goddag Bullen,

Jag är en vanlig medelsvensson som inte kan ett smack om fysik men som har gått och funderat på något. Som jag alltid har hört det, så försvinner aldrig energi utan övergår från en form till en annan. Fundering är om man har en kokande kanna med vatten så är det väl värme energi (Termisk energi). Men vad händer när det svalnar av? Övergår det till en annan form, eller försvinner det? Eller har jag missförstått hur det fungerar?

Det värmer upp kringliggande luft.

Nej. Den termiska energin omvandlas inte till en annan energiform, däremot blandas den ut i omgivningen och temperaturen minskar. Detta sker spontant och man säger att entropin (oordningen) ökar. Man förlorar inte energi men man förlorar energikvalite.

Termisk energi räknas som energi av lägsta kvalité, då den aldrig fullkomligt kan omvandlas till någon annan form av energi. Det enda sättet att omvandla termisk energi är att överföra den från ett område med högre temperatur till ett område med lägre temperatur, till exempel genom att koka vatten i en ångpanna och låta ångan expandera och kylas i en turbin. Turbinen snurrar (mekanisk energi) men blir även varm (värmeenergi som överförs utan att konverteras, utan förblir värme).
Universums värmedöd är slutet på vårt universum, när all energi som finns har blivit helt jämnt fördelad i form av värme. Oordningen (entropin) är maximal och utan temperaturskillnader kan energin, trots att den fortfarande finns kvar, inte längre utföra något arbete.

Normalt när en kanna vatten bara står och svalnar så sker ingen omvandling mellan olika energiformer utan det är bara värme som "späds ut" då temperaturen i kannan utjämnas mot omgivningen. Man skulle dock kunna låta en del av avkylningen ske exempelvis via någon sorts värmemotor, t ex en Stirlingmotor och då omvandla en del av värmeenergin till el men man kan aldrig omvandla all värme till el utan en del måste alltid övergå till värme av lägre temperatur. Med andra ord är elverkningsgraden (via mekanisk verkningsgrad) aldrig 100 % hos en termodynamisk process.