Apa itu Entropi?

Entropi adalah konsep penting dalam fisika dan kimia, plus itu dapat diterapkan ke disiplin ilmu lain, termasuk kosmologi dan ekonomi. Dalam fisika, ini adalah bagian dari termodinamika. Dalam bidang kimia, ini adalah konsep inti dalam kimia fisik.

Pengambilan Kunci: Entropi

Entropi adalah ukuran kelainan suatu sistem. Ini adalah sebuah properti luas dari sistem termodinamika, yang berarti nilainya berubah tergantung pada jumlah masalah itu ada. Dalam persamaan, entropi biasanya dilambangkan dengan huruf S dan memiliki unit joule per kelvin (J⋅K⁻¹) atau kg⋅m²Ini⁻²OK⁻¹. Sistem yang sangat teratur memiliki entropi rendah.

Ada beberapa cara untuk menghitung entropi, tetapi dua persamaan yang paling umum adalah untuk proses termodinamika reversibel dan proses isotermal (suhu konstan).

Entropi dari Proses yang Reversibel

Asumsi tertentu dibuat ketika menghitung entropi dari proses yang dapat dibalik. Mungkin asumsi yang paling penting adalah bahwa setiap konfigurasi dalam proses sama-sama memungkinkan (yang sebenarnya tidak mungkin). Dengan probabilitas hasil yang sama, entropi sama dengan konstanta Boltzmann (k_B) dikalikan dengan logaritma natural dari jumlah kemungkinan state (W):

S = k_B pada W

Konstanta Boltzmann adalah 1.38065 × 10−23 J / K.

Entropi dari Proses Isotermal

Kalkulus dapat digunakan untuk menemukan integral dari dQ/T dari kondisi awal ke kondisi akhir, di mana Q adalah panas dan T adalah suhu absolut (Kelvin) suatu sistem.

Cara lain untuk menyatakan ini adalah bahwa perubahan entropi (ΔS) sama dengan perubahan panas (ΔQ) dibagi dengan suhu absolut (T):

ΔS = ΔQ / T

Entropi dan Energi Internal

Dalam kimia fisik dan termodinamika, salah satu persamaan yang paling berguna berkaitan dengan entropi dengan energi internal (U) dari suatu sistem:

dU = T dS - p dV

Di sini, perubahan energi internal dU sama dengan suhu absolut T dikalikan dengan perubahan entropi dikurangi tekanan eksternal hal dan perubahan volume V.

Itu hukum termodinamika kedua menyatakan total entropi a sistem tertutup tidak bisa berkurang. Namun, dalam suatu sistem, entropi satu sistem bisa berkurang dengan meningkatkan entropi sistem lain.

Beberapa ilmuwan memprediksi entropi alam semesta akan meningkat ke titik di mana keacakan menciptakan sistem yang tidak mampu bekerja bermanfaat. Ketika hanya energi termal yang tersisa, alam semesta akan dikatakan mati karena panas.

Namun, ilmuwan lain membantah teori kematian panas. Beberapa orang mengatakan bahwa alam semesta sebagai suatu sistem bergerak lebih jauh dari entropi bahkan ketika area di dalamnya bertambah entropi. Yang lain menganggap alam semesta sebagai bagian dari sistem yang lebih besar. Yang lain lagi mengatakan bahwa kemungkinan negara tidak memiliki kemungkinan yang sama, sehingga persamaan biasa untuk menghitung entropi tidak berlaku.

Satu balok es akan bertambah entropi karena meleleh. Sangat mudah untuk memvisualisasikan peningkatan gangguan sistem. Es terdiri dari molekul air yang terikat satu sama lain dalam kisi kristal. Ketika es mencair, molekul mendapatkan lebih banyak energi, menyebar lebih jauh, dan kehilangan struktur untuk membentuk cairan. Demikian pula, perubahan fasa dari cairan ke gas, seperti dari air ke uap, meningkatkan energi sistem.

Di sisi lain, energi dapat berkurang. Ini terjadi ketika uap mengubah fase menjadi air atau ketika air berubah menjadi es. Hukum kedua termodinamika tidak dilanggar karena masalahnya bukan dalam sistem tertutup. Sementara entropi sistem yang sedang dipelajari dapat menurun, lingkungan meningkat.

Entropi sering disebut panah waktu karena materi dalam sistem terisolasi cenderung bergerak dari keteraturan ke kekacauan.

• Atkins, Peter; Julio De Paula (2006). Kimia Fisik (Edisi ke-8). Oxford University Press. ISBN 978-0-19-870072-2.
• Chang, Raymond (1998). Kimia (Ed. 6). New York: Bukit McGraw. ISBN 978-0-07-115221-1.
• Clausius, Rudolf (1850). Pada Kekuatan Motif Panas, dan pada Hukum yang dapat disimpulkan darinya untuk Teori Panas. Poggendorff Annalen der Physick, LXXIX (Dover Reprint). ISBN 978-0-486-59065-3.
• Landsberg, P.T. (1984). "Bisakah Entropi dan" Pesan "Meningkat Bersama?". Surat Fisika. 102A (4): 171–173. doi:10.1016/0375-9601(84)90934-4
• Watson, J.R.; Carson, E. M. (Mei 2002). "Pemahaman mahasiswa sarjana tentang entropi dan energi bebas Gibbs." Pendidikan Kimia Universitas. 6 (1): 4. ISSN 1369-5614