De tweede wet van de thermodynamica, die stelt dat de entropie (stoornis) van een geïsoleerd systeem in de loop van de tijd altijd toeneemt, lijkt misschien contra -intuïtief bij het overwegen van kristalvorming. Kristallen zijn tenslotte zeer geordende structuren. De schijnbare tegenstelling wordt echter opgelost wanneer we het hele systeem beschouwen , niet alleen het kristal zelf.

Hier is hoe de tweede wet van toepassing is:

* Entropie -toename in de omgeving: Terwijl een kristal ontstaat, laat het systeem warmte af aan de omgeving. Deze warmte verhoogt de entropie van de omgeving, die zwaarder weegt dan de afname van entropie in het kristal zelf. De netto verandering in entropie voor het hele systeem (Crystal + -omgeving) is positief en bevredigt de tweede wet.

* spontane kristallisatie: Het proces van kristalvorming is vaak spontaan omdat het leidt tot een lagere vrije energietoestand. Dit gebeurt door de afgifte van warmte tijdens kristallisatie, die de enthalpie (interne energie) van het systeem vermindert. De afname van enthalpie, in combinatie met de toename van de entropie van de omgeving, resulteert in een netto afname van Gibbs -vrije energie, waardoor kristallisatie thermodynamisch gunstig wordt.

* kristalgrootte en entropie: De entropieverandering geassocieerd met kristalvorming is afhankelijk van de grootte van het kristal. Kleinere kristallen hebben een hoger oppervlak tot volumeverhouding, wat leidt tot een grotere bijdrage van oppervlakte -entropie, die geassocieerd is met wanorde. Dit is de reden waarom grotere kristallen thermodynamisch stabieler zijn, omdat ze een lager oppervlak tot volumeverhouding hebben.

In wezen leidt kristalvorming tot een toename in volgorde binnen het kristal zelf, veroorzaakt het ook een toename van de aandoening in de omgeving. De algehele entropiewijziging voor het hele systeem blijft positief en houdt zich aan de tweede wet van de thermodynamica.

Bovendien wordt de vorming van kristallen vaak aangedreven door een vermindering van vrije energie, wat een gevolg is van de enthalpie -afname als gevolg van de afgifte van warmte en de entropie -toename in de omgeving.