Entropia kuvaa järjestelmien taipumusta siirtyä korkeamman organisaation tilasta alimpaan organisaatiotilaan molekyylitasolla. Päivittäisessä elämässäsi ymmärrät intuitiivisesti entropian toiminnan aina, kun kaadat sokeria kahviin tai sulatat jääpalan lasissa. Entropia voi vaikuttaa tilaan, johon aine leviää, sen faasinmuutoksesta kiinteästä nesteestä kaasuksi tai sen sijaintiin. Fysiikassa entropia on matemaattinen mitta muutoksesta suuremmasta pienempään potentiaalienergiaan, joka liittyy termodynamiikan toiseen lakiin.
Entropia tulee kreikan kielen sanasta, joka tarkoittaa ”muutos”. Tämä määritelmä antaa meille käsityksen siitä, miksi asiat näennäisesti muuttuvat ilman syytä. Järjestelmät voivat ylläpitää organisaatiota molekyylitasolla vain niin kauan kuin energiaa lisätään. Esimerkiksi vesi kiehuu vain niin kauan kuin pidät pannua liekkien päällä. Lisäät lämpöä, kineettisen energian muotoa, nopeuttaaksesi molekyylejä vedessä. Jos lämmönlähde poistetaan, voimme kaikki arvata, että vesi jäähtyy vähitellen huoneenlämpöiseksi. Tämä johtuu entropiasta, koska vesimolekyyleillä on taipumus käyttää kertynyttä potentiaalienergiaa, vapauttaa lämpöä ja päätyä pienempään potentiaalienergiaan.
Lämpötila ei ole ainoa entropian muutos. Muutoksiin liittyy aina siirtyminen epätasapainosta tasapainoon, mikä vastaa siirtymistä laskevaan järjestykseen. Esimerkiksi molekyylit levittävät aina täyttämään astian tasaisesti. Kun tiputamme elintarvikeväriä kirkkaaseen lasilliseen vettä, vaikka emme sekoita sitä, pisaran yhtenäinen pitoisuus leviää vähitellen, kunnes jokaisen veden osan värit ovat samanlaiset.
Toinen entropian tyyppi, joka liittyy näkyvään liikkeeseen (toisin kuin näkymätön lämmön liike), sisältää painovoiman. Ellemme käytä energiaa järjestelmään, kuten käsivarteen ja palloon, pitämällä esinettä paikallaan, se putoaa maahan. Korotetussa asennossa on suurempi potentiaalienergia. Se muuttuu liike -energiaksi, kun esine putoaa. Kohde päätyy aina mahdollisimman pieneen mahdolliseen energiaan, kuten lepää lattiaa vasten.
Teknisemmin sanottuna entropia on erityinen arvo, joka mittaa kuinka paljon energiaa vapautuu järjestelmästä, kun se laskeutuu pienimpään potentiaalienergiaan. Entropia arvioi häiriön määrän, joka ymmärretään lämmön muutoksena, aikaisemmasta pisteestä myöhempään ajankohtaan. Tämän on tapahduttava “suljetussa” järjestelmässä, jossa energiaa ei vuoda sisään tai ulos. Teoriassa se voidaan mitata, mutta käytännössä on erittäin vaikeaa luoda täysin suljettu skenaario. Edellä esitetyssä elintarvikeväriesimerkissä osa elintarvikeväriliuoksesta saattaa haihtua, mikä on erillinen prosessi liuenneen aineen tasaisesta jakautumisesta.