Den andra lagen säger att den totala entropin i ett isolerat system aldrig minskar och strävar mot ett maximum. Entropi kvantifierar energidispersion och mikrotilståndsmultiplicitet – inte bara "ordning".
Kärnkoncept
- Mikrotilstånd vs. makrotilstånd: Ett makrotilstånd (t.ex. gas i en behållare) motsvarar stora antal molekylära mikrotilstånd (positioner/impulser).
- Sannolikhet: System evolverar mot makrotilståndet med flest mikrotilstånd – övervägande sannolikt.
- Energikvalitet försämras: Koncentrerad energi (låg entropi) → dispergerad värme (hög entropi). Arbetsförmåga minskar.
Klassisk illustration: Gasexpansion
Gas innesluten i en halv behållare (låg entropi, högt tryck). Partition tas bort → molekyler sprider sig jämnt (hög entropi, lägre tryck). Energi bevaras (Första lagen), men förmåga att utföra arbete förloras – ingen spontan återgång till initialt tillstånd.
Universella manifestationer
- Värmeflöde: Het → kallt (aldrig spontant omvänd).
- Blanding: Färg i vatten, gasblandning.
- Kemiska reaktioner: Spontana → ↓ Gibbs fri energi (ΔG = ΔH – TΔS).
- Biologiska system: Upprätthåller låg entropi lokalt genom att exportera hög-entropi avfall (värme, CO₂) → kräver kontinuerlig energitillförsel (sol/mat).
- Information: Landauers princip: radera 1 bit → minimum kT ln 2 värmeavledning.
Kosmologisk implikation
Universum evolverar från låg-entropi Big Bang mot "värmdöd" (maximal entropi, termisk jämvikt). Den termodynamiska tidens pil sammanfaller med kosmologiska och psykologiska pilar.
Entropi är inte "stökighet" – det är den statistiska oundvikligheten av energi spridning.
