إنتروبيا وسهم الزمن

القصور الحراري أو الإنتروبيا (بالإنجليزية: Entropy)‏ هي الكمية الوحيدة في الفيزياء والكيمياء التي تحتاج إلى تعريف اتجاه الزمن أو ما يسمى سهم الزمن . فبحسب القانون الثاني للديناميكا الحرارية تزداد إنتروبية نظام معزول مع مرور الزمن تلقائيا ، أي يمكن قياس مرور الزمن بمعرفة تغير الإنتروبية . ولكن بالنسبة إلى الأنظمة الترموديناميكية (الحرارية) الغير معزولة يمكن لأنتروبية النظام المفتوح أن تنخفض : وتوجد أنظمة عديدة تتغير فيها الانتروبيا وتقل مع الزمن ، مثل الكائنات الحية ، و عمليات التبلور. في تلك الأنظمة تنخفض قيمة الإنتروبيا على حساب زيادته في الوسط المحيط . ومثال على ذلك تبلور البلورات وعمل الثلاجة و ووجود الحياة ،إذ يوجد تبادل طاقة بين النظام والوسط المحيط في النظام المفتوح. على عكس ذلك نجد أن قارورة بها غاز لا تتغير مع الزمن ويمكن القول بأن أنتروبيته ثابتة . أما إذا كان لدينا قارورتين واحدة بها غاز والأخرى فارغة وبينهما صمام ، فعند فتح الصمام يبدأ الغاز يتوزع في القارورة الفارغة ويصل إلى حالة استقرار عندما تكون كثافة الغاز في القارورة اليمنى مساوية لكثافته في القارورة اليسرى . عندئذ نستطيع القول أن أنتروبية الغاز زادت مع الزمن حتى الوصول إلى حالة التوازن ، ولكن ليس من المحتمل إطلاقا أن يعود الغاز ويتجمع في إحدى القارورتين مهما طال الزمن .