¿En una habitación caliente, si se abre la ventana entra el frío o sale el calor?

Para abordar este problema, hay que fijarse en dos cosas, pero vamos a dejar algunos conceptos claros. El calor se refiere a una transferencia de energía entre dos sistemas, una habitación caliente hace alusión a una temperatura. La temperatura no es mas, que la energía cinética que tiene cada una de las moléculas, átomos, partículas…(pelotitas a partir de ahora). A mayor temperatura, mayor velocidad tiene cada una de las pelotitas que forma el aire(asumiendo que la habitación esta llena de aire). Entonces, cuando preguntas si entra frío o sale calor, lo que estas preguntando es si imaginando una superficie donde estaba la ventana pasan todas las pelotitas en una dirección u en otra. Creo que con la forma en la que he reformulado la pregunta a lo mejor ya te hueles la respuesta. Efectivamente, pasan tanto pelotitas de la habitación caliente al exterior, como del exterior a la habitación.

Que es lo que ocurre en el sistema, el sistema(habitación + exterior) tiende al equilibrio. En este caso el equilibrio estará cuando la temperatura de ambos subsistemas (habitación y exterior) sea la misma, además cuando esto se cumpla, el flujo de pelotitas del exterior al interior se igualará al flujo de pelotitas del interior al exterior.

Tu pregunta, ahora podría ser: " vale muy bien eso lo entiendo, pero, antes de alcanzar el equilibrio y que los flujos se igualen, ¿En que sentido pasan mas pelotitas? Para tratar esto de una manera sencilla podemos utilizar la aproximación clásica, que no es mas que asumir que el gas esta a una temperatura suficientemente alta(para nosotros, es mas complejo que esto). La aproximación clásica de la velocidad de las moléculas cumple la ley de Distribución de Velocidades de Maxwell-Boltzmann (Distribución de Maxwell-Boltzmann - Wikipedia, la enciclopedia libre.), simplemente nos dice que cuanto mayor temperatura haya en el sistema mayor velocidad media por molécula y parece lógico, que asumiendo misma densidad de pelotitas (pelotitas/volumen) fuera y dentro de la habitación, que la cantidad de pelotitas que pasan de un subsistema a otro, dependa de la velocidad, es decir, de la temperatura. A mayor temperatura, mayor velocidad y mayor número de pelotitas pasaran de un lado a otro. Por lo tanto podemos decir que sale calor de la habitación.

Resumen, cuando se abre la ventana, se inicia un flujo de pelotitas de un lado a otro. Como la habitación esta mas caliente, saldrán mas pelotitas calientes de las que entrán y el sistema alcanzará un equilibrio cuando el número de pelotitas que pasan de un lugar a otro se igualen. Que como depende de la velocidad y esta a su vez de la temperatura, el equilibrio se producirá cuando las temperaturas se igualen.

PD: He hecho muchas aproximaciones e ignorado parametros, este estudio no es nada riguroso. Pero creo que puede darte una idea de lo que ocurre. Si te ha gustado dale like ;)