Ентропија

Ентропија — поим што се користи во статистичката термодинамика и претставува мерка на број на начини на којшто еден систем може да биде подреден. Затоа, ентропијата се нарекува и мерка за хаосот, па со зголемување на хаотичноста на системот (а таа се зголемува кога нивото на подреденост опаѓа), се зголемува и ентропијата.

Вториот термодинамички закон

Има повеќе начини да се дефинира вториот термодинамички закон, којшто е во најтесна врска со поимот ентропија. Дел од нив се:

• во изолиран систем ентропијата никогаш не ја намалува својата вредност;
• топлината спонтано може да се пренесе само од потопло до поладно место - за обратниот процес е потребно да се изврши одредена работа;
• вкупната ентропија во еден изолиран систем секогаш се стреми кон постигнување на својата максимална можна вредност.

Со оглед на тоа што топлината спонтано се пренесува само од потопло кон поладно место, лесно можеме да покажеме дека ентропијата секогаш ќе расте, сè додека не се добие топлинска рамнотежа: доколку ја дефинираме ентропијата преку количеството топлина и температурата во системот,

$\ S={\frac {\ Q}{T}}.$

тогаш при преминување на одредено количество топлина од еден кон друг систем, промената на ентропијата е прикажана преку следната релација:

$\Delta S={\frac {\ Q}{T_{1}}}-{\frac {\ Q}{T_{2}}}.$

каде што T₁ е температурата на системот кој ја прима топлината, па затоа е со позитивен предзнак, додека T₂ е температурата на системот кој ја оддава топлината, поради одземањето на Q, тој дел има негативен предзнак. Јасно е дека T₁ < T₂, па поради тоа што Q во двата дела од равенката има иста вредност (количеството топлина коешто се прима од едниот систем е исто со количеството топлина коешто го оддава другиот систем), $\Delta S$ ќе има секогаш позитивна вредност.

Теории засновани на ентропијата

Топлинска смрт на вселената

Поради тоа што целиот унивезум може да се земе како еден затворен термодинамички систем, од својствата на ваквите системи можеме да сфатиме дека ентропијата во вселената секогаш ќе расте, обидувајќи да достигне максимална вредност. Поради овој факт, Стивен Хокинг смета дека еден од можните краеви на вселената каков што го знаеме е - ентропијата ја достигнува својата максимална граница, тоа значи дека светот ја достигнал својата термодинамичка рамнотежа: сè во вселената има иста температура. Работата може да се врши само доколку има разлика во температурите на два ситеми, а поради тоа што во таа хипотетичка ситуација нема да има два системи со различна температура, вселената ќе биде во неможност за вршење на работа.

Максвеловиот демон

Главна статија: Максвелов демон