Introduzione

La termodinamica è il ramo della fisica che studia gli scambi di caloretra un sistema e l'ambiente circostante e poggia su due principi fondamentali: il primo principio, detto anche principio di conservazione dell'energia (secondo il quale l'energia non si può creare né distruggere, ma si conserva, anche se si può manifestare sotto forme differenti), e il secondo principio, che nella sua formulazione più semplice e intuitiva afferma che il calore non può passare spontaneamente da un corpo più freddo a uno più caldo. Il secondo principio ha grande rilevanza per il funzionamento delle macchine termiche, realizzate per convertire calore in lavoro, e stabilisce che, mentre il lavoro può sempre e integralmente essere convertito in calore, ciò non si verifica per il passaggio inverso. Con l'introduzione di una grandezza, l'entropia, che rappresenta un indice del grado di disordine di un sistema, il secondo principio può essere formulato dicendo che in un sistema isolato l'entropia tende ad aumentare e solo se il processo è reversibile l'entropia si conserva. Se si considera l'Universo un sistema termodinamico isolato, nel quale non avvengono scambi di calore con l'esterno, l'entropia dell'Universo tende ad aumentare, poiché i processi naturali (o, come si dice, spontanei) sono tutti sostanzialmente irreversibili.