엔트로피와 열역학 제2법칙

뜨거운 물체와 차가운 물체가 상호작용하는 고립된 비가역적 시스템을 생각해 보자; 두 기둥 모두 결국 같은 평형 온도에 도달합니다.

여기서 더 뜨거운 물체에서 차가운 물체로 에너지 전달이 전체 시스템의 무질서를 증가시킵니다.

이 정도의 무질서함, 즉 무작위성은 엔트로피 'S'로 측정됩니다. 이 엔트로피 계산은 가역적 열 전달을 사용하여 정의되는데, 가역 경로는 엔트로피 변화를 찾는 명확한 방법을 제공하기 때문입니다.

무한소 엔트로피 변화는 그 순간의 온도로 무한소 에너지 입력을 나눈 값과 같다.

온도가 변하는 상태에서 상태 A에서 B로 가역적으로 전환된 계에서, 엔트로피 변화는 각 단계에서 공급되는 점분열을 해당 온도에 대해 적분하여 구합니다.

그러나 온도가 일정한 등온 가역적 과정에서는 엔트로피 변화가 교환된 열을 절대 온도로 나눈 값과 같습니다.

중요한 점은, 우주의 총 엔트로피는 실제 불가역 과정에서는 항상 증가한다는 점입니다. 즉, 모든 자연적이고 자발적인 과정은 전체 엔트로피를 극대화하는 경향이 있습니다. 하지만 가역적 과정에 대해서는 일정하게 유지됩니다.