W twoim pytaniu są dwa główne błędne przekonania, które powodują zamieszanie.

Po pierwsze, ciśnienie nie powoduje wyższej temperatury. To błędne przekonanie jest prawdopodobnie wynikiem ogromnego nadmiernego uproszczenia w odniesieniu do równania gazu doskonałego. Rzeczywista zależność to „zwiększenie ciśnienia gazu doskonałego przy stałej objętości powoduje wzrost temperatury gazu”.

Dwie istotne rzeczy:

• Woda i inne ciecze są ledwo ściśliwe, więc nie zachowują się jak gaz doskonały (który jest doskonale ściśliwy). Idealny płyn w ogóle się nie kompresuje.
• Temperatura rośnie tylko wtedy, gdy umieścisz więcej rzeczy w tej samej objętości. Oznacza to, że to nie ciśnienie podnosi temperaturę, tylko kompresja . Jeśli skompresujesz pewną ilość powietrza, temperatura wzrośnie, a jeśli ponownie ją uwolnisz, temperatura ponownie spadnie.

Po drugie, każdy zamknięty system ewoluuje w kierunku równowagi termicznej. Mówiąc prościej, jeśli zostawisz gorącą kawę na swoim stole, w końcu ostygnie do temperatury pokojowej. Mimo że kompresja podnosi temperaturę, nie oznacza to, że stałe ciśnienie wytwarza coraz więcej ciepła. Kiedy sprężasz dużo powietrza do piłki nożnej, będzie ona gorąca w dotyku. Ale gdy wymienia ciepło z otoczeniem, ostygnie. Jest to oczywiście bardzo przydatne, ponieważ pozwala zużywać energię na schłodzenie rzeczy, na przykład w klimatyzacji :)

Z kolei wpływ na ciśnienie zależy z kolei od właściwości materiał, z którym pracujesz. Jeśli masz pewną objętość powietrza w butelce, po jej schłodzeniu ciśnienie gazu spada. Jeśli go podgrzejesz, ciśnienie wzrośnie. To jest powód, dla którego musisz poprawić ciśnienie w oponach swojego samochodu, nawet jeśli nie przeciekają - musisz dostosować się do aktualnej temperatury.

Jednak w przypadku płynu nie jest to takie proste. Chociaż istnieje zależność między temperaturą a gęstością, nie jest ona tak duża, jak w idealnym gazie. To samo dotyczy ciśnienia i gęstości - gdyby tak nie było, nie byłbyś w stanie chodzić (wyobraź sobie, że twoje nogi skracałyby się o połowę za każdym razem, gdy podnosisz jedną nogę - to po prostu nie zadziała).

Wykorzystajmy to na przykładzie oceanu. Niezakłócona woda będzie miała tendencję do „uporządkowania pionowego” według gęstości. Zwykle oznacza to, że cieplejsza woda będzie miała tendencję do podnoszenia się, podczas gdy zimniejsza woda będzie miała tendencję do opadania. Dziwne jest więc to, jak stosunkowo ciepło jest w głębi. Dno oceanu ma zwykle tę samą temperaturę, niezależnie od tego, jak ciepłe lub zimne są górne warstwy.

Istnieją dwa główne powody, charakterystyczne dla wody:

• Anomalia wodna - szczyt gęstości występuje w wodzie około 4 ° C; zarówno rosnąca, jak i malejąca temperatura od tego punktu skutkuje mniejszą gęstością. Efekt jest bardzo ważny, bo oznacza, że ​​nawet zimą dolne warstwy jezior będą miały temperaturę około 4 ° C nawet przy zamarzniętej powierzchni. A lód jest w rzeczywistości całkiem niezłym izolatorem :) EDYCJA: Jak zauważył David, nie występuje to w wodzie oceanicznej ze względu na wysokie zasolenie, które spycha szczyt poniżej zera (około -4 ° C). Tak więc w oceanie najgłębsze warstwy tworzą woda o temperaturze od około 0 ° C do 3 ° C.
• Lód - gdy woda zamarza, tworzy lód, który ma mniejszą gęstość niż woda. Jest to dość nietypowe (ciała stałe mają zwykle większą gęstość niż ciecze) i oznacza, że ​​gdy zbiorniki wodne zaczynają zamarzać, ponownie się unoszą.

W przypadku przechłodzonej wody ten efekt jest jeszcze większy wymowne - woda o temperaturze -30 ° C ma mniej więcej taką samą gęstość jak woda o temperaturze 60 ° C.

Oceany chłodzą się głównie przez parowanie - powierzchniowe warstwy wody „samorzutnie” zmieniają stan z ciekłego na gazowy. Zachowujesz równowagę między energią utraconą na skutek parowania a napływającym światłem słonecznym. Jednak między powierzchnią a głębinami jest ogromna przepaść, duża masa wody - docierające światło słoneczne nie jest wystarczająco blisko, aby ogrzać wody oceanu. Otrzymujesz więc ciepłe wody powierzchniowe, następnie gradient chłodniejszej i chłodniejszej wody, a na końcu około 0-3 ° C w głębi. Aby zilustrować, jak duża jest ta luka, około 90% światowej wody oceanicznej ma zakres 0-3 ° C (stąd „nie ma w pobliżu wystarczająco dużo światła słonecznego, aby ogrzać całość”).

Oczywiście zbiornik wodny o temperaturze 4 ° C jest idealny do systemów chłodzenia pracujących w temperaturze 40 ° C i więcej. Powietrze jest w rzeczywistości całkiem dobrym izolatorem, więc chłodzenie powietrzem staje się trudne w przypadku dużych systemów. Z drugiej strony woda dość dobrze przewodzi ciepło i łatwo konwekuje, więc chłodzenie ogromnego centrum danych staje się prawie trywialne.

EDYCJA:

Pozwólcie, że odniosę się do części Słońca, ponieważ wydaje się, że jest tam również pewne zamieszanie.

Fuzja jądrowa zdarza się bardzo rzadko. Dwa jądra muszą zbliżyć się do siebie bardzo blisko siebie, aby ulec fuzji i potrzebują wystarczającej energii kinetycznej, aby przezwyciężyć odpychanie między sobą (ponieważ oba mają ten sam ładunek elektryczny).

Pierwszy problem rozwiązuje się poprzez zwiększenie gęstości. Im więcej masz jąder w tej samej objętości, tym większe prawdopodobieństwo bliskiego kontaktu. Tutaj pojawia się ciśnienie - w ten sposób uzyskujesz wyższą gęstość. Gwiazdy są zbudowane z plazmy, a plazma jest łatwo ściśliwa, podobnie jak gaz, więc wraz ze wzrostem ciśnienia rośnie gęstość. Jak jest skompresowany? Cóż, jądro Słońca, w którym faktycznie zachodzą reakcje syntezy jądrowej, zawiera 34% masy Słońca, czyli zaledwie 0,8% objętości Słońca. W środku gęstość jest około 150 razy większa niż gęstość wody w stanie ciekłym. Ciśnienie jest około 100 000 razy większe od ciśnienia w jądrze Ziemi i około 100 000 000 razy większe od ciśnienia wody na dnie rowu Mariana.

Drugi problem rozwiązuje się poprzez zwiększenie energii kinetycznej poszczególnych jąder. Innymi słowy, zwiększenie temperatury. Podobnie jak w przypadku sprężonego powietrza, ciśnienie jest jednorazową czynnością przy wzroście temperatury; reakcja syntezy jądrowej w Słońcu została zapoczątkowana przy użyciu ciepła resztkowego zapadania się materii tworzącej gwiazdę (grawitacyjna energia potencjalna) - nie jestem pewien, na ile istotnym czynnikiem była w szczególności kompresja. Ale znowu, było to odpowiedzialne tylko za początkowy zapłon - dziś reakcja przebiega całkowicie na cieple wytwarzanym przez fuzję i ciśnieniu dostarczanym przez grawitację (które w rzeczywistości jest obniżane przez zewnętrzne ciśnienie energii uwolnionej w rdzeniu - dwa ciśnienia tworzą stabilną równowagę).

Na marginesie, pomimo wysokich temperatur i ciśnień, reakcja termojądrowa zasilająca Słońce jest niesamowicie słaba.Gdybyśmy mogli w magiczny sposób odtworzyć te same warunki na Ziemi, tak naprawdę nie nadawałby się on do wytwarzania energii - wytwarzana energia wynosi około 300 watów na metr sześcienny w samym środku .Dla porównania, jest to porównywalne z gęstością mocy pryzmy kompostu i mniejszą niż gęstość mocy ludzkiego metabolizmu.Tak, twoje własne ciało wytwarza więcej energii niż ta sama objętość środka Słońca.Bezskutecznie próbowałem znaleźć dane na temat gęstości mocy reaktorów rozszczepialnych, ale pojedynczy reaktor CANDU wytwarza około 900 MW (to „milion watów”) i na pewno nie jest trzy miliony razy większa.

Nie tyle ciśnienie, co kompresja wytwarza ciepło. Ciepło jest miarą zwiększonej energii kinetycznej, gdy cząsteczki są wypychane na mniejszą przestrzeń. Woda nie jest zbyt ściśliwa, a woda na dnie oceanu nie jest ograniczona do znacznie mniejszej przestrzeni pod ciśnieniem. Energia kinetyczna cząsteczek wody na dnie oceanu nie zwiększa się znacząco pod ciśnieniem, ponieważ kompresja cieczy jest niewielka. Kret wody znajdujący się 4000 metrów pod powierzchnią oceanu zajmuje tylko około 1,8% mniej objętości niż mol wody na powierzchni. moduł objętościowy wody wskazuje, że woda wymaga dużego ciśnienia przy niewielkiej zmianie objętości.

Zimniejsza woda jest gęstsza, aż osiągnie temperaturę kilka stopni powyżej zera, po czym znów staje się lżejsza. Zatem woda na dnie ma określoną temperaturę, w której jest najgęstsza: każde ogrzewanie powoduje jej wzrost. Jakiekolwiek dalsze ochłodzenie powoduje jego wzrost.

Zobacz Dlaczego ocean ochładza się na głębokości?

To dodatkowo wskazuje, że bez cyrkulacji oceanicznej rok, aby ciepło Ziemi na dnie oceanu podgrzało wodę na dnie o jeden stopień C.

Zobacz także Globalna cyrkulacja oceanu i temperatury w głębinach morskich, aby uzyskać informacje o większej głębokości. Stwierdza, że ​​najgłębsza woda osiadła na dnie basenów ma około 2–3 ° C, a zimna woda pochodzi z topniejących lodowców na biegunach .

Jak wspomniano powyżej, istnieje niewielkie możliwości podgrzania wody przez kompresję. Innym aspektem jest to, że woda na dnie oceanu znajduje się tam od dłuższego czasu. W związku z tym, gdyby podczas formowania się oceanów rozgrzała się w znacznym stopniu, ciepło sprężania rozproszyło się wystarczająco długo, nawet gdyby było to kilka stopni Celsjusza.

Przy okazji, pojęcie gazu jest podgrzewany przez sprężanie, a ciepło jest łatwo tracone, ma kluczowe znaczenie dla chłodzenia, ponieważ jeśli ktoś zwiększa ciśnienie gazu, a następnie pozwala mu ostygnąć przed ponownym obniżeniem ciśnienia, końcowa temperatura będzie niższa niż temperatura otoczenia (odwrócony cykl Carnota).

Jest jeszcze jeden czynnik, który, jak sądzę, przeoczyli inne odpowiedzi, ponieważ istnieje podobna analogia z powietrzem, a powietrze jest ściśliwe.A konkretnie, dlaczego powietrze w dolinach jest często zimniejsze niż na szczycie wzgórza, gdy ciśnienie jest gorsze?

W rzeczywistości działają dwie różne dynamiki.Jednym z nich jest kompresja adiabatyczna, która, jak wspomniano, nie ma znaczenia dla wody, ponieważ woda nie jest zbyt ściśliwa.Drugą dynamiką jest konwekcja lub prądy wodne, które redystrybuują masę.Zimna woda (lub powietrze) jest cięższa niż ciepła woda (lub powietrze) i dlatego opada na dno.W atmosferze jest to sprzeczne z kompresją adiabatyczną, a także cyklami wiatru generowanymi przez słońce.W wodzie te efekty są mniejsze, a zatem tonięcie zimnej wody staje się bardziej dominującym czynnikiem.