Considérons un changement d'état quelconque mais infinitésimal d'un gaz parfait. Comme E ne dépend que de T, on a , et
où et représentent la chaleur et le travail accompagnant ce changement d'état s'il était conduit par un chemin réversible.
On a vu que ces quantités, dont , ne sont pas des différentielles exacts, car chaleur et travail sont des fonctions de passage. Celà se vérifie aisément sur eq.(4.1 ):
Par contre
est clairement une différentielle exacte. Celà suggère la définition d'une fonction d'état, S, dont la différentielle est égale à
Cette nouvelle fonction d'état est appellée entropie. Comme c'est une fonction d'état, on a
pour tout processus cyclique de ce système (gaz parfait).