El sistema que se ha manejado más en la Termodinámica es una
simplificación de una máquina que contiene a un gas encerrado en un cilindro
cerrado por un pistón que puede subir (cuando se calienta al gas) y bajar
(cuando se enfría el gas). El gas puede ser vapor de agua, una mezcla de
gasolina y aire, diésel y aire, etc..
En este sistema se ha medido el calor (Q1) que le
entrega una fuente que tiene alta temperatura (T1), cuando se pone en
contacto con ella. A la división de estas cantidades se le ha llamado entropía
(S1) de entrada al sistema. También se ha medido el calor que pierde (-Q2)
al ponerse en contacto con una fuente de temperatura baja (T2) y a la
división de estas cantidades se le llama entropía de salida (S2), es
decir:
Este resultado se ha interpretado como una de las versiones
de la segunda ley de la termodinámica y se enuncia diciendo que: en todos los
procesos de máquinas la entropía aumenta, es decir que la entropía final (S2)
es mayor o igual que la inicial (S1).
Otra interpretación de esta segunda ley es que no es posible
diseñar una máquina que pueda convertir todo el calor de entrada (Q1) en
trabajo útil (W) hacia el exterior (enunciado de Kelvin-Planck).
Una interpretación más de este principio afirma que no es posible
que fluya calor desde un sistema con baja temperatura hacia un entorno de alta
temperatura sin introducir trabajo para esto (enunciado de Clausius).
En 1910, el historiador estadounidense Henry Adams expuso
frente a sus colegas una teoría de la historia universal basada en la segunda
ley de la termodinámica. Aseguraba que el desorden y la decadencia que se veían
en las sociedades modernas eran consecuencia del mismo proceso de disipación de
la energía previsto por la segunda ley de la Termodinámica y cuya fatal
irreversibilidad era llamada por los físicos del siglo como «la muerte térmica
del universo».
En 1852 el inglés William Thomson (Lord Kelvin), había concluido que, dado que toda actividad de la naturaleza significaba transformación de energía y que una parte siempre se disipaba en forma de calor no aprovechable, se podía afirmar que el universo habría alcanzado un estado de equilibrio térmico que impediría cualquier posibilidad de vida. La tendencia de la entropía a aumentar podía leerse como una profecía cósmica. Pero para muchos de los pensadores sociales del siglo, confinados como estaban en el progreso continuo de la humanidad, la primera ley de la Termodinámica parecía caracterizar mucho mejor el funcionamiento del universo y de la sociedad. El descubrimiento de que diferentes fenómenos de la naturaleza, como el calor, la luz, la electricidad y el magnetismo, no eran sino manifestaciones de una misma energía universal que, aunque constante, se estaba transformando continuamente, era análogo a las trasformaciones que estaban ocurriendo en la sociedad y que la llevaban al progreso. El desarrollo del universo y la sociedad estaban articulados por una misma ley natural que descartaba explicaciones sobrenaturales de orden metafísico o teológico.
En medio de un amplio debate público entre ciencia y religión, que tenía como telón de fondo la búsqueda de diversas posibilidades reformistas que abarcaban el Estado, las instituciones y la sociedad, la conservación de la energía al igual que la teoría de la evolución representó el mejor argumento para promover una visión naturalista del universo y para cuestionar valores tradicionales y reaccionarios de la sociedad decimonónica.
