ENTROPI DAN ENTROPI DAN HUKUM HUKUM

TERMODINAMIKA IITERMODINAMIKA II

ENTROPIENTROPI

Bila suatu sistem mengalami perubahan Bila suatu sistem mengalami perubahan isotermal dan reversibel, maka besarnya isotermal dan reversibel, maka besarnya perubahan entropi dS adalah:perubahan entropi dS adalah:

TT

Sistem I Sistem I Sistem II Sistem II

SS11 S S2 2

ΔΔ S = S S = S2 2 - S- S1 1 ΔΔ S = Q S = Qrr/T atau dS = dQ/T atau dS = dQrr/T/T

Satuan entropi = kalori per derajat per jumlah Satuan entropi = kalori per derajat per jumlah zat ybs, misal: kal per derajat per mol. Kalori zat ybs, misal: kal per derajat per mol. Kalori per derajat dianggap sbg e.u (entropy unit).per derajat dianggap sbg e.u (entropy unit).

Bila proses dilakukan untuk sistem terisolasi, Bila proses dilakukan untuk sistem terisolasi, maka untuk proses isotermal reversibel:maka untuk proses isotermal reversibel:

ΔΔ S gas = Q S gas = Qrr/T/T

dengan r = reversibeldengan r = reversibel

Sekeliling: Sekeliling: ΔΔ S sekeliling = - Q S sekeliling = - Qrr/T/T

Total Total ΔΔ S : S :

ΔΔ S total = S total = ΔΔ S gas + S gas + ΔΔ S sekeliling S sekeliling

ΔΔ S total = 0 S total = 0

Untuk proses isotermal dan reversibel, Untuk proses isotermal dan reversibel, perubahan entropi total pada sistem dan perubahan entropi total pada sistem dan sekelilingnya = 0. Demikian pula perubahan sekelilingnya = 0. Demikian pula perubahan entropi utnuk proses siklus atau cycle = 0.entropi utnuk proses siklus atau cycle = 0.

Untuk proses isotermal tetapi ireversibel:Untuk proses isotermal tetapi ireversibel: TTSistem I Sistem I Sistem II Sistem II

SS11 Q Qrr S S2 2

Karena Karena ΔΔ S = S S = S2 2 - S- S1 1 , maka perubahan entropi , maka perubahan entropi tetap sama dg proses isotermal dan reversibel.tetap sama dg proses isotermal dan reversibel.

ΔΔ S = Q S = Qrr/T /T

dengan Qdengan Qrr = panas yang diserap pd proses = panas yang diserap pd proses isotermal reversibelisotermal reversibel

Panas yang diserap oleh gas =Q, dan Q < QPanas yang diserap oleh gas =Q, dan Q < Qrr. .

Perubahan entropi reservoir (sekeliling) = Q/T.Perubahan entropi reservoir (sekeliling) = Q/T.

Q/T < QQ/T < Qrr/T/T

ΔΔS = QS = Qrr/T – Q/T > 0/T – Q/T > 0

Jadi proses isotermal ireversibel dalam sistem Jadi proses isotermal ireversibel dalam sistem terisolasi menyebabkan terisolasi menyebabkan ΔΔS>0. Demikian pula S>0. Demikian pula pada proses siklus, pada proses siklus, ΔΔS>0.S>0.

ΔΔS pada untuk proses non isotermal dp dicari S pada untuk proses non isotermal dp dicari sbb: proses non isotermal reversibel dp sbb: proses non isotermal reversibel dp dianggap terjadi dari proses-proses isotermal dianggap terjadi dari proses-proses isotermal dan reversibel kecil-kecil, yang masing2 dan reversibel kecil-kecil, yang masing2 mempunyai ds = dQmempunyai ds = dQrr/T./T.

Hukum Termo IIHukum Termo II

Untuk proses-proses terisolasi:Untuk proses-proses terisolasi:ΔΔ S ≥ 0 S ≥ 0

ΔΔ S = 0, untuk proses reversibel S = 0, untuk proses reversibel ΔΔ S > 0, untuk proses ireversibel S > 0, untuk proses ireversibel Proses2 reversibel, selalu berjalan sangat Proses2 reversibel, selalu berjalan sangat

lama. Ini berarti bahwa proses2 yang terjadi lama. Ini berarti bahwa proses2 yang terjadi pada waktu singkat, berupa proses pada waktu singkat, berupa proses ireversibel dan diikuti dengan kenaikan ireversibel dan diikuti dengan kenaikan entropi dari sistemnya sendiri atau sistem entropi dari sistemnya sendiri atau sistem dan sekitarnyadan sekitarnya

Hukum Termo II dp diformulasikan sbb:Hukum Termo II dp diformulasikan sbb:““Semua proses2 yang terjadi di alam Semua proses2 yang terjadi di alam bertendensi terjadi dengan kenaikan bertendensi terjadi dengan kenaikan entropi”entropi”

Bentuk lain :Bentuk lain :- pengaliran panas selalu terjadi dr sistem - pengaliran panas selalu terjadi dr sistem yang temp. tinggi ke sistem yang temp. yang temp. tinggi ke sistem yang temp. rendahrendah- semua proses yang terjadi di alam - semua proses yang terjadi di alam bertendensi terjadi spontan ke arah bertendensi terjadi spontan ke arah kesetimbangankesetimbangan

Perhitungan perubahan entropiPerhitungan perubahan entropi

ΔΔS dari S dari sistemsistem terisolasi terisolasi dp dp tetaptetap atau atau bertambahbertambah, sedang , sedang ΔΔS dari masing-masing S dari masing-masing sistem dapat sistem dapat tetap, bertambahtetap, bertambah, atau , atau berkurang.berkurang.

Perhitungan Perhitungan ΔΔS biasanya dilakukan terhadap S biasanya dilakukan terhadap masing-masing sistem, tidak terhadap sistem masing-masing sistem, tidak terhadap sistem terisolasi (sistem dan sekelilingnya)terisolasi (sistem dan sekelilingnya)

Pada hal keadaan awal dan akhir sama, maka Pada hal keadaan awal dan akhir sama, maka perubahan entropi sama. Sebab perubahan entropi sama. Sebab ΔΔS hanya S hanya tergantung keadaan awal dan akhir proses.tergantung keadaan awal dan akhir proses.

ContohContoh

Hitung Hitung ΔΔS untuk ekspansi 5 mol gas ideal S untuk ekspansi 5 mol gas ideal secara isotermal dan reversibel, dari 101 secara isotermal dan reversibel, dari 101 menjadi 1001 pada 300 Kmenjadi 1001 pada 300 K

Hitung Hitung ΔΔS pada ekspansi isotermal 5 mol S pada ekspansi isotermal 5 mol gas ideal terhadap tekanan tetap 1 atm gas ideal terhadap tekanan tetap 1 atm dari 101 menjadi 1001 pada 300 Kdari 101 menjadi 1001 pada 300 K