Почему увеличение тепловой энергии приводит к увеличению энтропии?

После прочтения The Preference for Low Energy States , где в отличном принятом ответе указано, что

Поскольку макросостояния с большим количеством энергии, хранящейся в тепле (наш мяч со случайным тепловым движением его молекул), содержат гораздо больше микросостояний и, следовательно, гораздо более вероятны, энергия имеет тенденцию переходить из потенциальной энергии в тепловую энергию. Это наблюдается как тенденция к уменьшению потенциальной энергии

Я начал задаваться вопросом, почему именно это так. Из чего именно состоит энтропия? , я думаю, что я получил базовое хорошее представление о том, что такое энтропия. Мне кажется, что утверждение из цитаты напрямую связано с Энтропией, но я не могу понять, почему.

Я прошу в первую очередь интуитивного, нематематического (хотя я, очевидно, не могу точно сказать, можно ли будет ответить на этот вопрос) понимания.

Почему увеличение тепловой энергии приводит к увеличению энтропии?


Возможный дубликат: увеличивается ли энтропия при снижении или повышении температуры системы? Я не думаю, что это отвечает на мой вопрос, потому что нет объяснения, почему увеличение тепловой энергии равно увеличению энтропии.

Ответы (1)

Уменьшение потенциальной энергии не обязательно приводит к повышению температуры во всей системе, но приводит систему к равновесию.

Если контейнер с газом разделить на две половины при разных температурах, это представляет собой потенциальную энергию. Если мы позволим теплу перейти от более горячей половины к более холодной половине и, возможно, использовать часть этого тепла для совершения работы, то мы уменьшим потенциальную энергию системы. В конце концов две половины достигают одинаковой температуры и находятся в равновесии.

В равновесном макросостоянии больше микросостояний, чем в исходном неравновесном макросостоянии (точно так же, как существует больше способов подбросить сотню монет и получить пятьдесят орлов и пятьдесят решек, чем сорока). головы и шестьдесят решек). Так уменьшение потенциальной энергии приводит к равновесному состоянию, что означает увеличение энтропии.

Мне нравится этот ответ, особенно аналогия с монетами. Кажется, теперь я наконец-то что-то понял :)