Nullter Hauptsatz: "Vom Gleichgewichtszustand"
Systeme die im thermischen Gleichgewicht zueinander stehen, stehen auch unteranander im thermischen Gleichgewicht. Dieser stellt sich nach hinreichend langer Zeit von selbst ein.
Erster Hauptsatz: "Energierhaltungssatz"
Energie kann von einer Form in eine andere umgewandelt werden. Sie bleibt innerhalb eines abgeschlossenen Systems konstant.
Zweiter Hauptsatz: "Erfahrungssatz der Entropieerhöhung"
Die Entropie eines abgeschlossenen Systems bleibt konstant oder nimmt zu.
Dritter Hauptsatz: "Absoluter Nullpunkt"
Die Entropie verschwindet am absoluten Nullpunkt.
Eine populäre Deutung des 2. Hauptsatzes besagt, dass das ganze Universum eines Tages einen Gleichgewichtszustand maximaler Entropie annehmen wird, in dem dann kein Leben mehr möglich ist.
Antwort: Zu lebten Systemen macht der 2. Hauptsatz keine Aussage, sondern nur zu unbelebten Systemen. Diesbezüglich ist die Aussage korrekt.
Eine weitere populäre Deutung versteht Entropie als Mass von Unordnung. Daraus werden zwei nicht haltbare "Schlussfolgerungen" gezogen.
Es gibt viele Fälle, in denen Ordnung zunimmt oder Entropie abnimmt oder beides; daher muß der Zweite Haupsatz falsch sein.
Der Zweite Hauptsatz ist richtig und daher ist die selbständige Entstehung geordneter Strukturen, von insbesondere Leben und sozialen Strukturen, nicht möglich. Dieses Argument wird meist in religiösen Zusammenhängen angeführt.
Hier liegt der gleiche Fehler vor, wie zu Anfang beschrieben. Es werden nur abgeschlossene/ unbelebte Systeme von den Hauptsätzen beschrieben, und keine offenen, belebten Systeme.
Beispiel 1: Teil-/ Gesamtsysteme
Betrachtet werden zwei Teilsysteme in einem abgeschlossenen System. Beide Teilsysteme haben unterschiedliche Temperaturen (T1 > T2), die aber am Ende der Betrachtungen in einen gemeinsamen Gleichgewichtszustand übergehen.
T1 = 50√Ǭ∞ C und T2 = 25√Ǭ∞ C >> folglich geht Wärme von T1 auf T2 über.
Im Teilsystem 1 vermindert sich die Entropie, weil sie massgeblich von der Temperatur bestimmt wird.
Die Entropie des Gesamtsystems dS = dS1 + dS2 wächst im Normalfall hingegen an. Dies ist möglich, weil die Entropie des Teilsystems 2 stärker wächst, als die des Teilsystems 1 sinkt. Die Bedingung des 2. HS ist damit also erfüllt.
Beispiel 2: Der "Ordnungsszustand"
Ordnungszustände durch höhere Entropiewerte zu kennzeichnen ist problematisch. In unserem Beispiel erstarrt flüssiges (ungeordnetes) Blei in eine kristalline (geordnete) Struktur, indem es Wärme an seine kalte Wasserumgebung abgibt. Wird allein das Teilsystem "flüssiges Blei" betrachtet, so vermindert sich dessen Entropie. Hier entsteht ein höherer kristalliner Ordnungsgrad durch Entropieverminderung.
(Doch auch hier ist die Entropie des Gesamtsystems immer grösser, als vor der Zustandsänderung.)
Beispiel 3: Spontane Entmischung
Gibt man einer Lösung grosser Makromoleküle genügend kleinere Makromoleküle hinzu, so lagern sich die grossen Makromoleküle spontan zu geordneten Strukturen zusammen. Hier scheint sich die Gesamtentropie zu erhöhen. Dieser Teil wird unter dem Stichwort "entropic forces" aktuell erforscht.