Acqua e olio

In analogia a quanto accade per due gas, quando due liquidi si mescolano, l'entropia totale aumenta, e quindi il mescolamento di due liquidi è in generale un processo spontaneo. Sappiamo però che ci sono liquidi che non si mescolano: ad esempio, acqua e olio in un bicchiere formano due strati separati (vedi Fig. cap:demix).

Figura: due liquidi che non si mescolano

In un certo senso, qui la natura favorisce la configurazione ordinata del sistema (i liquidi separati) rispetto a quella disordinata (i due mescolati in una soluzione)! La spiegazione è data dal secondo contributo all'entropia. È vero che, con il mescolamento dei liquidi, l'entropia delle due sostanze aumenta⁵, ma al contrario quella dell'ambiente diminuisce, e diminuisce di più di quanto sia aumentata quella delle sostanze.

Cos'è che fa diminuire l'entropia dell'ambiente? Per mescolare i due liquidi si devono rompere i legami tra le molecole di acqua e quelli tra le molecole di olio, e sosituirli con con legami acqua-olio, più deboli. Quindi per mescolare i due liquidi si deve assorbire calore dall'esterno. L'ambiente perde calore a favore del contenitore, e questo calore determina una sua diminuzione di entropia, maggiore dell'aumento dell'entropia delle sostanze.