Ci sono due idee sbagliate principali nella tua domanda che ti creano confusione.

Primo, la pressione non causa una temperatura più alta. Questo malinteso è probabilmente il risultato di una massiccia semplificazione in relazione all'equazione del gas ideale. La relazione effettiva è "l'aumento della pressione di un gas ideale mentre il volume rimane costante aumenta la temperatura del gas".

Due cose importanti qui:

• Acqua e altri liquidi sono appena comprimibili, quindi non si comportano come un gas ideale (che è perfettamente comprimibile). Il liquido ideale non si comprime affatto.
• La temperatura aumenta solo quando metti più cose nello stesso volume. Cioè, non è la pressione che aumenta la temperatura, è la compressione . Se comprimi un volume d'aria, la temperatura aumenterà, e se lo rilasci di nuovo, la temperatura scenderà di nuovo.

In secondo luogo, qualsiasi sistema chiuso evolve verso l'equillibrio termico. In termini semplici, se lasci un caffè caldo sulla tua tavola, alla fine si raffredderà fino a raggiungere la temperatura ambiente. Anche se la compressione aumenta la temperatura, ciò non significa che la pressione costante continui a produrre sempre più calore. Quando comprimi molta aria in un pallone da calcio, risulterà caldo al tatto. Ma mentre scambia calore con l'ambiente, si raffredda. Questo è molto utile, ovviamente, perché ti consente di spendere energia per raffreddare le cose, come nel tuo A / C :)

L'effetto che questo ha sulla pressione a sua volta dipende dalle proprietà del materiale con cui stai lavorando. Se hai un volume d'aria in una bottiglia, mentre la raffreddi, la pressione del gas diminuisce. Se lo riscaldi, la pressione aumenta. Questo è il motivo per cui devi modificare la pressione dei pneumatici della tua auto anche se non perdono: devi regolare la temperatura corrente.

Tuttavia, con un liquido, non è così semplice. Sebbene esista una relazione tra temperatura e densità, non è neanche lontanamente grande come in un gas ideale. Lo stesso vale per la pressione e la densità: se così non fosse, non saresti in grado di camminare (immagina che le tue gambe si accorciassero della metà ogni volta che ne sollevi una: semplicemente non funzionerebbe).

Quindi, utilizziamolo nel nostro esempio sull'oceano. Indisturbata, l'acqua tenderà ad essere "ordinata verticalmente" in base alla densità. Di solito, questo significa che l'acqua più calda tenderà a salire, mentre l'acqua più fredda tenderà a scendere. Quindi la cosa strana è quanto sia relativamente caldo nelle profondità. Il fondale oceanico tende ad avere circa la stessa temperatura, indipendentemente da quanto siano caldi o freddi gli strati superiori.

Ci sono due ragioni principali per questo, specifiche per l'acqua:

• L'anomalia dell'acqua - il picco di densità si verifica intorno ai 4 ° C nell'acqua; sia l'aumento che la diminuzione della temperatura da questo punto si traducono in una densità inferiore. L'effetto è molto importante, perché significa che anche durante l'inverno, gli strati inferiori dei laghi avranno una temperatura intorno ai 4 ° C anche quando la superficie è ghiacciata. E il ghiaccio in realtà è anche un isolante piuttosto buono :) EDIT: Come notato da David, questo non si verifica nell'acqua dell'oceano, a causa dell'elevata salinità che spinge il picco sotto lo zero (intorno a -4 ° C). Quindi in un oceano, gli strati più profondi sono formati da acqua tra circa 0 ° C e 3 ° C.
• Ghiaccio: quando l'acqua si congela, forma ghiaccio, che ha una densità inferiore rispetto all'acqua. Ciò è alquanto insolito (i solidi hanno solitamente una densità maggiore rispetto ai liquidi) e significa che quando i corpi idrici iniziano a congelarsi, risalgono.

Con l'acqua super raffreddata, questo effetto è ancora maggiore pronunciato - un'acqua a -30 ° C ha circa la stessa densità dell'acqua a 60 ° C.

Gli oceani si raffreddano principalmente per evaporazione: gli strati superficiali dell'acqua cambiano "spontaneamente" lo stato da liquido a gassoso. Ottieni un atto di equilibrio tra l'energia persa per evaporazione e la luce solare in arrivo. Tuttavia, c'è un enorme divario tra la superficie e le profondità, molta massa d'acqua: la luce solare in arrivo non è neanche lontanamente abbastanza vicina da riscaldare le acque oceaniche. Quindi ottieni acque superficiali calde, poi un gradiente di acqua sempre più fresca e infine circa 0-3 ° C in profondità. Per illustrare quanto sia grande questo divario, circa il 90% dell'acqua oceanica mondiale si trova nell'intervallo 0-3 ° C (da qui "la luce solare non è neanche lontanamente sufficiente per riscaldare l'intera cosa").

Of Naturalmente, uno specchio d'acqua a 4 ° C è ottimo per i sistemi di raffreddamento che funzionano a 40 ° C e oltre. L'aria è in realtà un isolante piuttosto buono, quindi il raffreddamento dell'aria diventa complicato con sistemi di grandi dimensioni. L'acqua, d'altra parte, è piuttosto termicamente conduttiva e convoca facilmente, quindi il raffreddamento di un enorme data center diventa quasi banale.

MODIFICA:

Consentitemi di affrontare la parte del Sole, dal momento che sembra esserci un po 'di confusione anche lì.

La fusione nucleare è qualcosa che accade molto raramente. Due nuclei devono avvicinarsi molto per fondersi e hanno bisogno di energia cinetica sufficiente per superare la repulsione reciproca (poiché entrambi hanno la stessa carica elettrica).

Il primo problema viene risolto aumentando la densità. Più nuclei hai nello stesso volume, maggiore è la probabilità di uno stretto contatto. È qui che entra in gioco la pressione: è così che si ottiene una densità maggiore. Le stelle sono fatte di plasma e il plasma è facilmente comprimibile, simile a un gas, quindi all'aumentare della pressione aumenta anche la densità. Quanto è compresso? Ebbene, il nucleo del Sole, dove stanno effettivamente accadendo le reazioni di fusione, contiene il 34% della massa del Sole, solo lo 0,8% del volume del Sole. Al centro, la densità è circa 150 volte la densità dell'acqua liquida. La pressione è circa 100.000 volte la pressione nel nucleo terrestre e circa 100.000.000 volte la pressione dell'acqua sul fondo della fossa delle Marianne.

Il secondo problema viene risolto aumentando l'energia cinetica dei singoli nuclei. In altre parole, aumentando la temperatura. Proprio come con la compressione dell'aria, la pressione è solo un problema una tantum per l'aumento della temperatura; la reazione di fusione nel Sole è stata avviata utilizzando il calore residuo del collasso della materia che forma la stella (l'energia potenziale gravitazionale) - Non sono sicuro di quanto fattore fosse la compressione in particolare. Ma ancora una volta, questo era solo responsabile dell'accensione iniziale - oggi, la reazione avviene interamente sul calore prodotto dalla fusione e sulla pressione fornita dalla gravità (che in realtà viene abbassata dalla pressione verso l'esterno dell'energia rilasciata nel nucleo - i due le pressioni formano un equilibrio stabile).

Come nota a margine, nonostante le alte temperature e pressioni, la reazione di fusione che alimenta il Sole è incredibilmente debole.Se potessimo riprodurre magicamente le stesse condizioni sulla Terra, non sarebbe davvero utilizzabile per la generazione di energia - l'energia prodotta è di circa 300 Watt per metro cubo al centro .Per fare un confronto, questo è paragonabile alla densità di potenza di un mucchio di compost e inferiore alla densità di potenza del metabolismo umano.Sì, il tuo corpo sta producendo più energia dello stesso volume del centro del sole.Ho provato senza successo a trovare dati sulla densità di potenza dei reattori a fissione, ma un singolo reattore CANDU produce circa 900 MW (ovvero "milioni di watt"), e sicuramente non è tre milioni di volte più grande.

Non è tanto la pressione, ma piuttosto la compressione a creare calore.Il calore è una misura della maggiore energia cinetica quando le molecole vengono forzate in uno spazio più piccolo.L'acqua non è molto comprimibile e l'acqua sul fondo dell'oceano non è limitata a uno spazio significativamente più piccolo sotto pressione.L'energia cinetica delle molecole d'acqua sul fondo dell'oceano non aumenta in modo significativo sotto pressione, poiché c'è poca compressione del liquido.Una mole d'acqua a 4.000 metri sotto l'oceano occupa solo l'1,8% in meno di volume rispetto a una mole d'acqua in superficie.Il modulo di massa dell'acqua indica che l'acqua richiede una grande quantità di pressione per una piccola variazione di volume.

L'acqua più fredda è più densa finché non raggiunge una temperatura di un paio di gradi sopra lo zero, quindi diventa di nuovo più chiara.Quindi l'acqua in fondo è alla temperatura specifica in cui è più densa: qualsiasi riscaldamento la fa salire.Qualsiasi ulteriore raffreddamento lo fa salire.

Vedi Perché l'oceano diventa più freddo in profondità?

Questo sottolinea ulteriormente che senza la circolazione oceanica ci vorrebbe unanno in cui il calore della Terra sul fondo dell'oceano riscalda l'acqua sul fondo di un grado C.

Vedi anche Circolazione oceanica globale e temperature del mare profondo per ulteriori informazioni sulla profondità.Si afferma che l'acqua più profonda depositata sul fondo dei bacini è di circa 2 ° –3 ° C, e che l'acqua fredda proviene da scioglimento dei ghiacciai ai poli .

È stato spiegato in precedenza che all'inizio c'è poco spazio per riscaldare l'acqua mediante compressione.Un altro aspetto è che l'acqua sul fondo dell'oceano è lì da molto tempo.Quindi, se si fosse riscaldato in larga misura quando si sono formati gli oceani, c'è stato molto tempo perché il calore di compressione si sia disperso, anche se fosse di diversi gradi centigradi.

A proposito, la nozione di un essere gasriscaldato per compressione, e il calore viene perso facilmente, è fondamentale per la refrigerazione, come se si pressurizzi un gas, quindi lo si lascia raffreddare prima di depressurizzarlo di nuovo, la temperatura finale sarà inferiore a quella ambiente (ciclo di Carnot inverso).

C'è un altro fattore che secondo me le altre risposte hanno trascurato, perché esiste un'analogia simile con l'aria e l'aria è comprimibile.Nello specifico, perché l'aria nelle valli è spesso più fredda che in cima alla collina quando la pressione riscalda le cose?

In realtà, ci sono due diverse dinamiche al lavoro.Uno è la compressione adiabatica, che come è stato detto non è significativa per l'acqua, perché l'acqua non è molto comprimibile.L'altra dinamica è la convezione, o in acqua, le correnti, che ridistribuiscono la materia sfusa.L'acqua (o l'aria) fredda è più pesante dell'acqua (o dell'aria) calda e quindi affonderà sul fondo.Nell'atmosfera questo è in contrasto con la compressione adiabatica, così come con i cicli del vento generati dal sole.In acqua questi effetti sono minori e quindi l'affondamento dell'acqua fredda diventa un fattore dominante.