Cos’è l’entropia? Scopri uno dei concetti più complicati della fisica

L’entropia è una proprietà intrinseca della materia e dei suoi elementi costitutivi come atomi e molecole, e include una definizione macroscopica, fornita da termodinamica, e una definizione microscopica, fornita da Meccanica quantistica.

È comunque possibile dare una definizione generale e semplificata di entropia, interpretandola come “grado di disordine“di un dato sistema, dove l’aumento della ‘nuvolosità’ è associato a aumento dell’entropia, e viceversa, ad una diminuzione della “foschia” un abbassamento della grado di entropia; tuttavia, questa definizione è critica poiché ordine e disordine sono concetti ambigui relativi a un osservatore specifico.

Per definire meglio questa “quantità”, è utile utilizzare la termodinamica, dove è assioma che il calore non si propaga mai in modo spontaneo da un corpo freddo ad un corpo più caldo, offrendo la possibilità di codificare più precisamente il concetto di entropia, come misura di quanto un sistema è lontano dallo stato stazionario termico, un processo naturale che induce due corpi di diversa temperatura a “livellare” indipendentemente, come un cubetto di ghiaccio immerso in un bicchiere d’acqua; raggiungendo così lo stato di massima entropia, detto stato di equilibrio.

Il concetto di entropia fu postulato per la prima volta nel 1850 dal fisico tedesco Rudolf Clausius, e fu originariamente concepito quantificare l’energia che era possibile estrarre da una fonte di calore, costituendo successivamente un elemento fondamentale nello studio della termodinamica e nelle formule matematiche per determinare la stabilità dei sistemi atomici e delle reazioni chimiche.

L’entropia è diventata molto popolare grazie alla grande quantità di fenomeni che descrive, al punto da estendersi ad altre discipline come le scienze sociali, informatica teorica e l’economia. Tuttavia, va notato che esiste una classe di fenomeni, chiamata fenomeni non lineari, per cui le leggi della termodinamica (e quindi anche dell’entropia) devono essere profondamente riviste e non hanno più validità generale.