Kropla atramentu w wodzie rozprowadza się równomiernie. Nigdy nie ulega samoistnej rekoncentracji. To jest entropia, miara nieuporządkowania lub losowości układu. Druga zasada termodynamiki głosi, że całkowita entropia układu izolowanego zawsze rośnie z upływem czasu. Energia ulega rozproszeniu. Porządek ustępuje miejsca nieuporządkowaniu. Wszechświat zmierza w kierunku równowagi.

Entropia to termodynamiczna funkcja stanu, zwykle oznaczana literą S. Jest mierzona w dżulach na kelwin. Zmiana entropii, delta S, jest dodatnia, gdy wzrasta nieuporządkowanie. Topnienie lodu zwiększa entropię, ponieważ woda w stanie ciekłym jest bardziej nieuporządkowana niż lód w stanie stałym. Rozpuszczenie soli zwiększa entropię, ponieważ jony są bardziej rozproszone. Reakcja chemiczna, która wytwarza więcej cząsteczek gazu niż zużywa, zazwyczaj zwiększa entropię.

Entropia to nie tylko kwestia nieuporządkowania. Chodzi o liczbę sposobów, w jakie układ może uporządkować swoją energię. Układ z bardziej dostępnymi mikrostanami ma wyższą entropię. Równanie Boltzmanna, S = k ln W, wiąże entropię z liczbą mikrostanów, W. Idealnie uporządkowany kryształ w temperaturze zera absolutnego ma tylko jeden mikrostan, więc jego entropia wynosi zero. To jest trzecia zasada termodynamiki.

Entropia determinuje kierunek spontanicznej zmiany. Reakcja jest spontaniczna, jeśli zmiana energii swobodnej Gibbsa, delta G = delta H - T delta S, jest ujemna. Reakcja z dodatnią entalpią może być nadal spontaniczna, jeśli wzrost entropii jest wystarczająco duży. Entropia jest przyczyną zachodzenia niektórych reakcji endotermicznych.