Un compuesto tiene una cierta cantidad de energía asociada con su estado disuelto, y una cantidad diferente asociada con el estado sólido. Por ejemplo, un ion de sodio rodeado de moléculas de agua es una condición de energía ligeramente más baja que un ion de sodio rodeado de iones de cloruro. Pero también, un ion de sodio rodeado de moléculas de agua es una condición algo más desordenada y caótica que un ion de sodio alineado con seis iones de cloruro en un cristal de cloruro de sodio. Entonces, cuando el cloruro de sodio se disuelve en agua, ocurren un estado de energía más bajo y un estado más desordenado. En el caso del cloruro de sodio, el cambio de energía y el aumento del trastorno (entropía) son muy pequeños.
La cantidad termodinámica de la entalpía es la suma de la energía interna y la entropía multiplicada por la temperatura. Los procesos químicos y físicos ocurren para disminuir la entalpía de un sistema. A menudo, el cambio de entalpía es el mismo que el cambio de energía interna, y el proceso libera calor, pero a veces el aumento de la entropía es lo suficientemente grande como para superar un ligero cambio negativo en la energía interna. En tales casos, el cambio espontáneo hacia una entalpía reducida puede ir acompañado de una disminución de la energía interna, una caída de la temperatura.
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