Entropía

De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, el trabajo se convierte en calor, y revertirlo completamente es imposible incluso para un gas ideal sometido a procesos reversibles. Por lo tanto, los procesos naturales son direccionales.

En el motor Carnot, que consta de procesos reversibles, la relación entre el calor intercambiado y la temperatura de los depósitos de calor es constante. Esta relación se define como el cambio de una nueva cantidad física, la entropía, representada por el símbolo S.

Cuando un proceso reversible no es isotérmico, se puede considerar como otros tantos procesos isotérmicos infinitesimales a diferentes temperaturas. Entonces, el cambio de entropía es la suma de la relación delta-Q por T en cada paso. A medida que el límite de delta-Q se acerca a cero, el cambio de entropía viene dado por una integral.

A temperaturas más altas, los constituyentes de cualquier sustancia se encuentran en mayor desorden. Cuando una sustancia fría absorbe calor, sus constituyentes se vuelven más desordenados. Para una sustancia caliente, el cambio en la aleatoriedad de sus constituyentes es menor. Por lo tanto, el cambio de entropía cuantifica el aumento del desorden de un sistema.