Весь опыт, накопленный человечеством в разных сферах своей деятельности, позволяет видеть следующее. Любая система, оказавшись в определенных условиях, задаваемых окружающей средой, начинает меняться так, чтобы оказаться в самом выгодном состоянии, вероятность реализации которого наиболее велика.
В неравновесной системе процессы протекают в том направлении, которое приближает систему к термодинамически самому выгодному (равновесному) состоянию. При достижении такого состояния процессы прекращаются, и система становится равновесной.
Второй закон термодинамики устанавливает направление и условия протекания естественных (самопроизвольных) процессов. Так же, как и первый закон термодинамики, он основан на результатах всего человеческого опыта.
Известно много формулировок второго закона, которые эквивалентны друг другу. Мы приведем здесь только формулировку, связанную с энтропией.
Если система неравновесна, внутри нее начинают происходить необратимые процессы, вынуждая систему эволюционировать к равновесному состоянию. В таком случае изменение энтропии в системе ( dS ) включает две составляющие (1.3):
Современная формулировка второго закона термодинамики гласит:
Величина eSd может быть и положительной (если система потребляет тепловую энергию из внешней среды), и отрицательной (если система энергию отдает). Поэтому протекание необратимого процесса, производящего энтропию, вовсе не обязательно приводит к увеличению энтропии системы.
Система обладает низкой энтропией, если в ней происходит непрерывное рассеяние легко используемой энергии и превращение ее в энергию. Упорядоченность экосистемы, т. е. сложная структура биомассы, поддерживается за счет дыхания всего сообщества, которое, по Ю. Одуму, как бы «откачивает из сообщества неупорядоченность».
