En física, la entropía es una medida del desorden o la aleatoriedad de un sistema. Cuanto mayor es la entropía, mayor es el desorden y la incertidumbre sobre el estado del sistema a nivel microscópico.
Un aspecto clave de la entropía es su relación con la segunda ley de la termodinámica. Esta ley establece que la entropía de un sistema aislado siempre aumenta con el tiempo, o, en el mejor de los casos, permanece constante. Nunca disminuye espontáneamente. Esto significa que los procesos naturales tienden a evolucionar hacia estados de mayor desorden.
La entropía no solo describe el desorden físico, sino también la dispersión de la energía. Cuando la energía se concentra en una pequeña área, la entropía es baja. Cuando la energía se distribuye más uniformemente, la entropía es alta. Por ejemplo, un vaso de agua con hielo tiene menor entropía que el mismo vaso de agua a temperatura ambiente, donde la energía se ha distribuido más uniformemente.
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La entropía está intrínsecamente ligada a la probabilidad. Un estado de alta entropía es un estado que tiene muchas más configuraciones posibles a nivel microscópico. Es decir, hay muchas más maneras en que las partículas pueden estar dispuestas y aun así mantener las mismas propiedades macroscópicas. En contraste, un estado de baja entropía tiene pocas configuraciones posibles.
Un ejemplo sencillo es el de un mazo de cartas nuevo, ordenado por palo y número. Este tiene una baja entropía. Al barajar el mazo, aumenta la entropía, ya que hay muchas más combinaciones posibles de cartas desordenadas que de ordenadas.
Otro ejemplo es un cubo de hielo derritiéndose en una habitación caliente. Inicialmente, el agua está en estado sólido y ordenada (baja entropía). A medida que se derrite y se convierte en líquido, las moléculas se mueven más libremente y el sistema se vuelve más desordenado (alta entropía).
La entropía tiene aplicaciones importantes en diversos campos, desde la termodinámica y la química hasta la teoría de la información y la cosmología. Ayuda a comprender la dirección del tiempo, la eficiencia de las máquinas térmicas y la evolución del universo.
