Za dinamičku analizu odnosa između termičke ravnoteže i promjene entropije, srž leži u razumijevanju da tokom evolucije sistema iz ne-neravnotežnog stanja u stanje termičke ravnoteže, entropija se kontinuirano povećava i na kraju dostiže svoju maksimalnu vrijednost. Ovaj proces je nepovratan i vođen je statističkim zakonima.
Uspostavljanje termičke ravnoteže možete posmatrati kao "homogenizacijsko kretanje temperature"-sve dok postoji temperaturna razlika, toplina će teći spontano, a svaki mali događaj prijenosa topline gura sistem prema višem stepenu poremećaja, odnosno povećanju entropije. Kada je temperatura potpuno ujednačena, entropija takođe dostiže svoj vrhunac i sistem ulazi u stabilno stanje.
Tri{0}}analiza dinamičkog procesa:
Ne-faza inicijacije u neravnoteži: Entropija se brzo povećava. Početna temperaturna razlika je najveća, brzina prijenosa topline je najveća, a poremećaj u sistemu brzo raste. Na primjer, stavljanje kocke leda od -10 stupnjeva u toplu vodu od 80 stupnjeva uzrokuje trenutnu i intenzivnu razmjenu topline, što rezultira naglim povećanjem entropije.
Faza ravnotežnog prijelaza: povećanje entropije postepeno se usporava i može se pojaviti lokalni red. Kako se temperaturna razlika smanjuje, prijenos topline se usporava, a brzina povećanja entropije opada. U otvorenim sistemima (kao što su organizmi i atmosferska cirkulacija), vanjski energetski unos može stvoriti lokalno uređene strukture (kao što su kristali pahuljica ili konvekcijske ćelije), ali to dolazi po cijenu većeg povećanja entropije okoline; cjelokupni sistem i dalje zadovoljava zakon povećanja entropije.
Postignuta ravnoteža: Entropija dostiže svoju ekstremnu vrijednost, postižući dinamičku stabilnost. Temperatura je potpuno homogena, makroskopski nema neto toplotnog toka, a entropija se više ne mijenja (ΔS=0). Međutim, čestice na mikroskopskom nivou su još uvijek u pokretu-ovo je dinamička ravnoteža, poput gomile koja se slobodno kreće u kvadratu bez ukupnog protoka.
Ključni mehanizam: Zašto se entropija uvijek povećava
Statistički nadmoćan: Broj mikroskopskih rasporeda koji odgovaraju visoko-entropijskom stanju je daleko veći od onog u stanju niske{1}}entropije. Veća je vjerovatnoća da će sistem evoluirati u konfiguraciju koja zauzima više mogućnosti.
Perspektiva gubitka informacija: Jednom kada se toplota rasprši, informacije o izvornoj raspodeli temperature se „brišu“ i ne mogu se poništiti, manifestujući se kao nepovratnost.
Degradacija kvaliteta energije: Koncentrovana toplotna energija-toplotna energija može obaviti posao, ali nakon ravnomjerne distribucije, može samo održavati temperaturu; dostupnost energije se smanjuje, a entropija raste.
