Entropi dan hukum kedua termodinamika

Kita telah melihat beberapa aspek hukum termodinamika kedua; dan pernyataan berbeda mengenai yang telah kita bahas dapat dibuktikan sama. Tetapi apa yang kita inginkan adalah pernyataan dari hukum termodinamika kedua. Baru pada paruh kedua abad kesembilan belas, hukum termodinamika kedua akhirnya menyatakan secara umum, yaitu dalam besaran yang disebut entropi, diperkenalkan oleh Clausius pada tahun 1860-an. Entropi, tidak seperti kalor,merupakan fungsi keadaan sistem.

Ketika menangani entropi seperti dengan energi potensial yang penting adalah perubahan entropi selama proses, bukan besar mutlaknya. 

Menurut Clausius, perubahan entropi Sdari sistem, ketika sejumlah Q ditambahkan kepadanya dengan proses yang reversibel pada temperatur konstan dinyatakan sebagai

 

Dimana T adalah temperatur Kelvin.

Contoh Soal :

Perubahan entropi dalam peleburan . Sebuah es batu dengan massa 60 g diambil dari tempat penyimpanan pada 0C dan diletakkan di mangkuk kartas. Stetlah beberapa menit, tepat setengah dari massa es batu telah hancur, menjadi air pada 0C. Hitung perubahan entropi es/air.

Penyelesaian :

Kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan 30 g es (setengah es batu) dihitung dar kalor laten peleburan .

Q=mL

=(30)(79,7) = 2400 kal

Atau 2,4 kkal. 

Karena temperatur tetap pada proses ini, perubahan entropi nya adalah

= 2400kal / 273 K = +8,8 kal/K

Perhatikan bahwa perubahan entropi lingkungan (mangkuk,udara) tidak dihitung.

Temperatur pada contoh ini konstan dan perhitungan mudah. Jika temperatur bervariasi selama proses, jumlah aliran kalor selama perubahan temperatur seringkali dihitung dengan menggunakan kalkulus atau dengan komputer. Bagaimanapu,jika perubahan temperatur tidak terlalu nesar, pendekatan yang masuk akal bisa dibuat dengan menggunakan nilai rata-rata temperatur.

Hukum kedua termodinamika dapat dinyatakan dalam entropi sebagai : Entropi suatu sistem tertutup tidak pernah berkurang. Entropi tersebut hanya bisa tetap atau bertambah. Entropi bisa tetap sama hanya untuk proses ideal (reversibel). Untuk proses riil, perubhan entropi leih besar dari nol.

Sumber : FISIKA-GIANCOLI-ERLANGGA