Una gota de tinta en agua se dispersa hasta distribuirse uniformemente. Nunca vuelve a concentrarse espontáneamente. Esto es la entropía, una medida del desorden o aleatoriedad de un sistema. La segunda ley de la termodinámica establece que la entropía total de un sistema aislado siempre aumenta con el tiempo. La energía se dispersa. El orden da paso al desorden. El universo tiende al equilibrio.

La entropía es una función de estado termodinámica, generalmente representada por S. Se mide en julios por kelvin. El cambio de entropía, delta S, es positivo cuando aumenta el desorden. El derretimiento del hielo aumenta la entropía porque el agua líquida está más desordenada que el hielo sólido. La disolución de una sal aumenta la entropía porque los iones se dispersan más. Una reacción química que produce más moléculas de gas de las que consume generalmente aumenta la entropía.

La entropía no se limita al desorden, sino que se refiere a la cantidad de maneras en que un sistema puede organizar su energía. Un sistema con más microestados accesibles tiene mayor entropía. La ecuación de Boltzmann, S = k ln W, relaciona la entropía con el número de microestados, W. Un cristal perfectamente ordenado a cero absoluto tiene un solo microestado, por lo que su entropía es cero. Esta es la tercera ley de la termodinámica.

La entropía determina la dirección del cambio espontáneo. Una reacción es espontánea si el cambio en la energía libre de Gibbs, delta G = delta H - T delta S, es negativo. Una reacción con entalpía positiva aún puede ser espontánea si el aumento de entropía es suficientemente grande. La entropía es la razón por la que ocurren algunas reacciones endotérmicas.