HUKUM II TERMODINAMIKA

Oleh : Kel-K06, K17-Natalia, K19-Luthfiah

Hukum II Termodinamika memberikan batasan-batasan terhadap perubahan energi yang mungkin terjadi dengan beberapa perumusan.

1. Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam satu siklus, menerima kalordari sebuah  reservoir dan mengubah seluruhnya menjadi energy atau usaha luas (Kelvin Planck).

2. Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam suatu siklus mengambil kalor dari sebuah  reservoir  rendah dan memberikan pada  reservoir  bersuhu tinggi tanpa memerlukan usaha dari luar (Clausius).

3. Pada proses reversibel, total entropi semesta tidak berubah dan akan bertambah ketika terjadi proses irreversibel (Clausius).

Pengertian Entropi

Termodinamika menyatakan bahwa proses alami cenderung bergerak menujuke keadaan ketidakteraturan yang lebih besar. Ukuran ketidakteraturan inidikenal dengan sistem entropi. Entropi merupakan besaran termodinamika yang menyerupai perubahan setiap keadaan, dari keadaan awal hingga keadaan akhir sistem. Semakin tinggi entropi suatu sistem menunjukkan sistem semakin tidak teratur. Entropi sama seperti halnya tekanan dan temperatur, yang merupakan salah satu sifat dari sifat fisis yang dapat diukur dari sebuah  sistem. Apabila sejumlah kalor Q diberikan pada suatu sistem dengan proses reversibel pada suhu konstan, maka besarnya perubahan entropi sistem adalah

dengan:

ΔS = perubahan entropi( J/K)

Q = kalor( J)

T = suhu (K)

Dalam sistem fisik zat yang mengandung panas dan yang satu lagi dingin, panas akan mengalir secara alami dari zat hangat ke dingin. Prinsip ini, yang dikenal sebagai Hukum Kedua Termodinamika, dapat dijelaskan dalam halentropi. Saat zat dipanaskan, entropi yang meningkat karena gerakan molekul meningkat dan menjadi lebih acak. Panas mengalir secara alami dari zat hangat ke dingin karena pemanasan bahan yang lebih dingin meningkatkan total entropi dari sistem.

Meskipun entropi dari suatu sistem tertentu bisa menurunkan, dapat terjadi begitu hanya dengan meningkatkan entropi dari suatu sistem yang terkait dengan yang sama atau jumlah yang lebih besar. Misalnya, saat kulkas mendinginkan udara di dalamnya, entropi udara yang menurun, namun panas yang dilepaskan oleh kulkas dalam proses meningkatkan entropi dari udara luar dengan jumlah yang lebih besar. Alam semesta adalah sistem mandiri yang memiliki entropi terus meningkat. Untuk alasan ini, para ilmuwan percaya bahwa alam semesta mungkin mencapai keadaan entropi maksimum di mana semua materi memiliki suhu yang seragam.

Penerapannya juga dalam proses fotosintesis, dimana dalam proses ini energi matahari yang tersebar dikumpulkan menjadi energi kimia yang terkonsentrasi dalam molekul gula. Dengan proses ini entropi bumi diturunkan dan keteraturan bertambah. Karena itu fotosintesis disebut juga negentropi (=entropi negatif). Tetapi penurunan entropi di bumi disertai oleh naiknya entropi di matahari. Inilah hukum alam; penurunan entropi di suatu tempat hanya mungkin dengan naiknya entropi di tempat lain. Misalnya, alat AC menurunkan entropi di dalam ruangan, tetapi ia menaikkan entropi di luar ruangan.

Contoh Soal :

Mesin Carnot bekerja pada suhu tinggi 550 K, untuk menghasilkan kerja mekanik. Jika mesin melepas kalor 3000 J  dengan suhu rendah 375 K. Tentukan perubahan entropi pada reservoir panas, reservoir dingin, dan perubahan entropi total!

Penyelesaian:

Mencari kalor serap

 Menentukan perubahan entropi pada reservoir panas

Menentukan perubahan entropi pada reservoir dingin

Menentukan perubahan entropi total

Daftar Pustaka :

• Agung, Rangga. 2017. Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum Kedua Termodinamika. (https://physicsranggaagung.wordpress.com/2017/06/26/mesin-kalor-entropi-dan-hukum-kedua-termodinamika/, Diakses pada 7 Oktober 2018)
• Anonim. 2013. Entropi. (https://www.ilmukimia.org/2013/02/entropi.html, Diakses pada 7 Oktober 2018)
• Anonim. 2018. Pengertian Entropi. (https://hisham.id/2015/06/pengertian-entropi.html, Diakses pada 7 Oktober 2018)
• Anonim. 2015. Penerapan Entropi dalam Kehidupan Sehari-hari. (http://termosulastri.blogspot.com/2015/03/penerapan-entropi-dalam-kehidupan.html, Diakses pada 7 Oktober 2018)
• Anonim. 2017. Contoh Soal Hukum Termodinamika I, II, dan Entropi. (http://davidfml.blogspot.com/2017/09/contoh-soal-entropi.html, Diakses pada 8 Oktober 2018)