L'entropie expliquée par la probabilité

L'entropie peut être expliquée en termes de probabilité : placer quatre cartes différentes dans une boîte à deux compartiments peut se faire de 16 façons différentes, comme vous pouvez le voir sur l'image ci-dessous. Si vous choisissez l'une de ces combinaisons au hasard, il y a de fortes chances que vous en choisissiez une avec une distribution égale des cartes dans les deux compartiments, car la combinaison avec deux cartes dans chaque compartiment a plus de micro-états disponibles. Une seule des 16 combinaisons a toutes les cartes dans le compartiment de gauche.

Figure 1 : L'entropie peut être expliquée par les statistiques.

Maintenant, imaginez les cartes comme des molécules de gaz et la boîte à deux compartiments comme deux récipients de gaz reliés entre eux. Au lieu de 4 particules à l'intérieur, il y en a maintenant des milliards de milliards. Le nombre de combinaisons permettant de placer toutes les molécules de gaz dans l'un ou l'autre des deux récipients est proche de l'infini, mais pourtant, une seule de ces combinaisons a toutes les particules dans le récipient de gauche. Les chances d'une répartition égale des particules de gaz entre les deux récipients sont beaucoup, beaucoup plus élevées. Nous disons que l'expansion d'un gaz dans un récipient vide communicant est spontanée car elle augmente l'entropie du système.