Fino ad ora abbiamo parlato di grandezze importanti come il calore e la temperatura; ora introduciamone un’altra, altrettanto importante, chiamata entropia.
L’entropia è strettamente legata al disordine di un sistema (tant’è che una stanza in disordine possiede un’entropia maggiore di una in ordine) ed è una grandezza la cui variazione può essere calcolata tramite il rapporto tra il calore scambiato £$Q$£, ceduto o assorbito dal sistema, e la temperatura assoluta £$T$£:
£$\Delta s = \frac{Q}{T}$£
La sua unità di misura è dunque il joule su kelvin (J/K).
Perché questa definizione sia valida, il calore deve essere scambiato tramite trasformazioni reversibili ad una fissata temperatura espressa in Kelvin. Se il calore viene ceduto, l’entropia del sistema diminuisce; se il calore viene assorbito, l’entropia aumenta.
Anche l’entropia, come l’energia interna, è una funzione di stato, ovvero dipende solo dallo stato del sistema e non dal meccanismo che ha condotto il sistema a quello stato.
È importante, inoltre, capire la differenza tra la variazione di entropia dopo una trasformazione reversibile e una irreversibile:
- l’entropia totale dell’universo rimane invariata ogni volta che viene compiuta una trasformazione reversibile (£$ \Delta s = 0$£)
- l’entropia dell’universo aumenta ogni volta che viene compiuta una trasformazione irreversibile.
Dato che ogni trasformazione riscontrabile in natura è irreversibile, l’entropia dell’universo è in costante aumento.