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Entropia
La definizioni di Entropia risale alla metà del 1800 e si deve al fisico tedesco Rudolf J.E. Clausius. L'entropia termodinamica S è la misura, espressa in Joule/Kelvin, della quantità di energia posseduta da un sistema fisico che non può essere utilizzata per compiere del lavoro.
L'entropia si esprime con la formula S = dQ/T, dove dQ è la quantità di calore che il sistema ha scambiato con l'esterno nel corso di una sua trasformazione reversibile infinitesimale e T la temperatura assoluta alla quale è avvenuto lo scambio della quantità di calore dQ.
Quindi, se il sistema assorbe calore, la variazione di entropia è positiva; se lo cede, è negativa; se invece il sistema compie una trasformazione ciclica, ossia se alla fine di una trasformazione ritorna nelle stesse condizioni iniziali, la variazione totale di entropia è nulla.
Come l'energia interna, anche l'entropia è una funzione di stato; questo significa che dipende soltanto dagli stati iniziale e finale della trasformazione e non dal particolare tipo di trasformazione che ha portato da uno stato all'altro.
Per un sistema chiuso e in condizioni di isolamento termico, l'entropia descrive la naturale tendenza del sistema a evolvere verso uno stato di equilibrio termodinamico.
Ricorrendo alla grandezza entropia da lui stesso definita, Clausius ha fornito un'altra enunciazione del secondo principio della termodinamica: in un sistema isolato che non scambia energia con l'esterno, la variazione di entropia in seguito a una trasformazione termodinamica può essere maggiore o uguale a zero, ma non è mai minore di zero. É uguale a zero se la trasformazione è reversibile; se invece la trasformazione in questione è irreversibile, la variazione di entropia è necessariamente maggiore di zero.
Considerando quindi l'universo un sistema fisico chiuso e isolato, si può affermare che, dal punto di vista termodinamico, l'universo procede in direzione di un continuo aumento dell'entropia totale.