La scienza ha sempre cercato di descrivere i fenomeni sulla base di pochi principi e grandezze fondamentali. Una di queste è l'energia. La fisica ci insegna, ad esempio, che un corpo in un campo di forze conservative tende a portarsi verso regioni di minore energia potenziale, trasformandone l'eccesso in energia cinetica, in modo tale che l'energia totale si conservi. In pratica la situazione è spesso più complessa. Gli oggetti reali sono composti di un numero altissimo di corpi semplici (le molecole) in continuo movimento, che scambiano energia tra di loro e con quelli degli oggetti vicini sotto forma di calore. Quale legge governa questo scambio di energia?
Sappiamo per esperienza che una palla lasciata cadere trasforma la sua energia potenziale in energia cinetica, ma via via che essa rimbalza la sua energia si disperde verso il pavimento (che si riscalda impercettibilmente), finché la palla si ferma; d'altra parte, non basta scaldare il pavimento per far saltare la palla in alto. Una pentola calda in una cucina si raffredda, cioè l'energia (il calore) si disperde dall'oggetto nella stanza. Ma il calore si disperde nel senso opposto (dalla stanza all'oggetto) se consideriamo una ciotola con del ghiaccio. L'aria compressa all'interno della gomma di una bicicletta, se apriamo la valvola, fuoriesce e mentre lo fa si raffredda (quindi perde energia). Se gonfiamo la stessa gomma, l'aria al suo interno si riscalda.
La guida per comprendere questi fenomeni è una grandezza che prende il nome di entropia.
L'entropia di un sistema termodinamico è spesso identificata con il suo ``disordine'', e la sua tendenza ad aumentare, espressa dal secondo principio della termodinamica, con una tendenza della natura verso il disordine. Questa definizione, che ha il pregio di essere intuitiva e di carattere generale, non è però del tutto corretta se non si chiarisce cosa si intende per ``disordine''. Ci sono trasformazioni in cui l'entropia aumenta anche se intuitivamente si percepirebbe un aumento dell'ordine: ad esempio, la solidificazione di un liquido (sottoraffreddato). Questo è il motivo per cui molti autori preferiscono associare l'entropia con altri concetti, come il ``grado di dispersione dell'energia'', piuttosto che con il disordine.
Il significato di questa differenza può essere forse compreso meglio con una serie di esempi che trarremo dal mondo chimico e chimico-fisico.
Cominceremo con l'illustrare un gioco.