Энтропия

Согласно второму закону термодинамики, работа преобразуется в тепло, и полностью обратить ее вспять невозможно даже для идеального газа, подвергающегося обратимым процессам. Таким образом, природные процессы носят направленный характер.

В двигателе Карно, который состоит из обратимых процессов, соотношение теплообмена и температуры тепловых резервуаров является постоянным. Это соотношение определяется как изменение новой физической величины, энтропии, представленной символом S.

Когда обратимый процесс не является изотермическим, его можно рассматривать как множество бесконечно малых изотермических процессов при различных температурах. Тогда изменение энтропии представляет собой сумму отношения дельта-Q к T на каждом шаге. Когда предел дельта-Q стремится к нулю, изменение энтропии задается интегралом.

При более высоких температурах составные части любого вещества находятся в более беспорядочном состоянии. Когда холодное вещество поглощает тепло, его составляющие становятся более неупорядоченными. Для горячего вещества изменение случайности его составляющих незначительно. Таким образом, изменение энтропии количественно определяет увеличение беспорядка в системе.