열은 왜 늘 뜨거운 쪽에서 찬 쪽으로만 흐를까?

미국 에너지부 건물 과학 자료는 열이 저절로 따뜻한 물질에서 찬 물질로, 균형이 이루어질 때까지 흐른다고 설명합니다.

시뮬레이터에서 왼쪽 kT 1 J · 오른쪽 kT₂ 3 J 로 시작하면 1 초 뒤 1.45 J · 2.54 J, 3 초 뒤 1.98 J · 2.00 J 이 되고, 그 뒤로는 약 2 J 둘레에서 조금씩 오르내릴 뿐 처음처럼 벌어지지 않습니다(Q 칸 −98.4 J 의 음수는 오른쪽에서 왼쪽으로 갔다는 뜻).

에너지가 찬 쪽에서 뜨거운 쪽으로 가도 에너지 보존에는 어긋나지 않지만, NASA 가 설명하는 엔트로피 변화 ΔS = ΔQ/T 로 보면 같은 열이 낮은 온도 쪽으로 들어갈 때 엔트로피가 더 크게 늘어, 저절로 일어나는 쪽은 언제나 뜨거운 쪽 → 찬 쪽입니다.