Entropia

Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki praca zamienia się w ciepło, a całkowite jej odwrócenie jest niemożliwe nawet dla gazu doskonałego ulegającego procesom odwracalnym. Tak więc naturalne procesy są kierunkowe.

W silniku Carnota, który składa się z procesów odwracalnych, stosunek wymienianego ciepła do temperatury zbiorników ciepła jest stały. Stosunek ten definiuje się jako zmianę nowej wielkości fizycznej, entropii, reprezentowanej przez symbol S.

Gdy proces odwracalny nie jest izotermiczny, można go uznać za wiele nieskończenie małych procesów izotermicznych w różnych temperaturach. Następnie zmiana entropii jest sumą stosunku delta-Q przez T w każdym kroku. Gdy granica delta-Q zbliża się do zera, zmiana entropii jest dana przez całkę.

W wyższych temperaturach składniki dowolnej substancji są w większym nieporządku. Kiedy zimna substancja pochłania ciepło, jej składniki stają się bardziej nieuporządkowane. W przypadku gorącej substancji zmiana losowości jej składników jest niewielka. Zatem zmiana entropii kwantyfikuje wzrost nieporządku systemu.