Обязательно ли эта криогенная «магия» нарушает законы термодинамики?

Я думаю, что есть два аспекта вашего вопроса.

Первый закон термодинамики гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, но она может изменять форму и перемещаться из одного места в другое. Другой способ заявить об этом состоит в том, что в любой данной замкнутой системе полная энергия постоянна, что известно как закон сохранения энергии.

То, что вы описываете, звучит так, как будто это может работать в рамках этих ограничений. Если вы считаете всю вселенную замкнутой системой, то объект, затронутый магией, выделяет тепловую энергию (в виде фотонов) в свое окружение, вызывая падение собственной температуры. Полная энергия системы сохраняется, поэтому в этом процессе нет нарушения первого начала термодинамики.

Однако есть и другое дело. Как сказано в Википедии,

Нагрев — это естественный процесс перемещения энергии в систему или из системы, кроме работы или переноса вещества. Прямой переход тепла возможен только от более горячей системы к более холодной.

Это становится проблемой, потому что в этом случае мы больше не можем рассматривать всю вселенную как единую замкнутую систему. Каждый компонент, участвующий в обмене, представляет собой собственную систему, о чем свидетельствует тот факт, что каждый компонент имеет свою собственную температуру, и тепло течет от «более горячего» к «более холодному», а не наоборот. Вот почему для того, чтобы довести что-либо до температуры ниже температуры космического фонового излучения, которая составляет около 3 Кельвинов , а не 0 К, как вы подразумеваете, требуется тепловой насос для постоянного удаления энергии, передаваемой от космического фонового излучения в какое-то место. кроме переохлажденного объекта.

По сути, по законам термодинамики, чтобы охладить объект ниже температуры окружающей среды, вы должны предоставить энергию, и вам нужно как-то использовать эту энергию для работы по передаче энергии от объекта, который вы хотите охладить, куда-то еще. (Это тепловой насос .) Если бы не это, кто-то, вероятно, сделал бы убойный холодильник или морозильник, который не потребляет никакой энергии, кроме света, когда вы открываете дверь, и разбогател бы на их продаже. .

В отсутствие какого-либо процесса, добавляющего или удаляющего тепловую энергию, по законам термодинамики любой объект в конечном итоге стабилизируется при температуре своего окружения; не выше и не ниже. Это произойдет за счет перетекания тепловой энергии из точки с более высокой температурой в точку с более низкой температурой; вы можете ускорить процесс, но не можете заставить его продолжаться, когда обе стороны находятся в тепловом равновесии. Ваша криогенная магия нарушает это, заставляя теплопередачу продолжаться после того, как две стороны достигают равновесия, поэтому для работы требуется некоторая форма теплового насоса, даже если она волшебная.

На самом деле , пользователь вашей магии должен поставлять энергию для поддержания более низкой температуры. Если вы согласны с этим (и это могло бы стать интересным сюжетным ходом), я не вижу нарушения законов термодинамики. На самом деле, как указал Джим в комментарии, мы делаем что-то очень похожее с технологией и называем это лазерным охлаждением .