Một giọt mực trong nước sẽ lan ra cho đến khi phân bố đều. Nó không bao giờ tự động tập trung lại. Đó chính là entropy, một thước đo sự hỗn loạn hay ngẫu nhiên của một hệ thống. Định luật thứ hai của nhiệt động lực học phát biểu rằng tổng entropy của một hệ thống cô lập luôn tăng theo thời gian. Năng lượng phân tán. Trật tự nhường chỗ cho sự hỗn loạn. Vũ trụ hướng tới trạng thái cân bằng.

Entropy là một hàm trạng thái nhiệt động học, thường được ký hiệu là S. Nó được đo bằng joule trên kelvin. Sự thay đổi entropy, delta S, dương khi độ hỗn loạn tăng lên. Sự tan chảy của băng làm tăng entropy vì nước lỏng có độ hỗn loạn cao hơn băng rắn. Sự hòa tan của muối làm tăng entropy vì các ion phân tán hơn. Một phản ứng hóa học tạo ra nhiều phân tử khí hơn số phân tử khí mà nó tiêu thụ thường làm tăng entropy.

Entropy không chỉ đơn thuần là sự hỗn loạn. Nó còn liên quan đến số cách mà một hệ thống có thể sắp xếp năng lượng của mình. Một hệ thống có nhiều trạng thái vi mô dễ tiếp cận hơn sẽ có entropy cao hơn. Phương trình Boltzmann, S = k ln W, liên hệ entropy với số lượng trạng thái vi mô, W. Một tinh thể được sắp xếp hoàn hảo ở nhiệt độ tuyệt đối bằng 0 chỉ có một trạng thái vi mô, do đó entropy của nó bằng 0. Đó chính là định luật thứ ba của nhiệt động lực học.

Entropy quyết định hướng của sự thay đổi tự phát. Một phản ứng được gọi là tự phát nếu sự thay đổi năng lượng tự do Gibbs, ΔG = ΔH - ΔT, là âm. Một phản ứng có enthalpy dương vẫn có thể tự phát nếu sự gia tăng entropy đủ lớn. Entropy là lý do tại sao một số phản ứng thu nhiệt xảy ra.