אנטרופיה והחוק השני של תרמודינמיקה

נבחן מערכת בלתי הפיכה מבודדת שבה עצם חם מתקשר עם גוף קר; שניהם מגיעים בסופו של דבר לאותה טמפרטורת שיווי משקל.

כאן, העברת האנרגיה מהעצם החם לקר יותר מגבירה את אי-הסדר של המערכת כולה.

דרגת אי-סדר זו, או אקראיות, נמדדת על ידי אנטרופיה, 'S.' חישובי האנטרופיה הללו מוגדרים באמצעות העברות חום הפיכות כי מסלולים הפיכים מספקים שיטה מוגדרת היטב למציאת שינויים באנטרופיה.

שינוי אינפיניטסימלי באנטרופיה שווה לאנרגיה האינפיניטסימלית חלקי הטמפרטורה באותו רגע.

עבור מערכת הנלקחת באופן הפיך ממצב A ל-B בטמפרטורות משתנות, שינוי האנטרופיה מתגלה על ידי אינטגרציה של החום ההדרגתי שמסופק בכל שלב על פני הטמפרטורה המתאימה.

עם זאת, בתהליך איזותרמי הפיך, שבו הטמפרטורה קבועה, שינוי האנטרופיה שווה להחלפת החום חלקי הטמפרטורה המוחלטת.

חשוב לציין שהאנטרופיה הכוללת של היקום תמיד עולה עבור כל תהליך בלתי הפיך אמיתי, כלומר כל התהליכים הטבעיים והספונטניים נוטים למקסם את האנטרופיה הכוללת. עם זאת, הוא נשאר קבוע עבור תהליכים הפיכים.