熵增原理表述为：一个孤立的热力学系统的熵不减。对于系统的可逆过程熵不变，不可逆过程熵增加。与热力学第二定律等价并可以表述为一个孤立系统达到平衡态以后熵最大。等价描述有很多，常用的有：绝热系统的平衡态内能最低；等压系统的平衡态焓最低；等温系统的亥姆霍兹自由能最低；等温等压系统的吉布斯自由能最低。
物理定义：熵增过程是一个自发的由有序向无序发展的过程（Bortz，1986;Roth，1993）。热力学定义：熵增加，系统的总能量不变，但其中可用部分减少。统计学定义：熵衡量系统的无序性。熵越高的系统就越难精确描述其微观状态。
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