Entropi didefinisikan sebagai ukuran kuantitatif gangguan atau keacakan dalam suatu sistem. Konsepnya keluar termodinamika, yang berkaitan dengan transfer energi panas dalam suatu sistem. Alih-alih berbicara tentang beberapa bentuk "entropi absolut," fisikawan umumnya membahas perubahan entropi yang terjadi dalam suatu spesifik proses termodinamika.
Pengambilan Kunci: Menghitung Entropi
- Entropi adalah ukuran probabilitas dan kelainan molekuler sistem makroskopik.
- Jika setiap konfigurasi sama-sama memungkinkan, maka entropi adalah logaritma natural dari jumlah konfigurasi, dikalikan dengan konstanta Boltzmann: S = kB pada W
- Agar entropi berkurang, Anda harus mentransfer energi dari suatu tempat di luar sistem.
Cara Menghitung Entropi
Dalam sebuah proses isotermal, perubahan entropi (delta-S) adalah perubahan panas (Q) dibagi dengan suhu absolut (T):
delta-S = Q/T
Dalam setiap proses termodinamika yang dapat dibalikkan, ia dapat direpresentasikan dalam kalkulus sebagai bagian integral dari keadaan awal suatu proses dengan keadaan akhir dari
dQ/T. Dalam pengertian yang lebih umum, entropi adalah ukuran probabilitas dan kelainan molekuler sistem makroskopik. Dalam sistem yang dapat dijelaskan oleh variabel, variabel-variabel tersebut dapat mengasumsikan sejumlah konfigurasi. Jika setiap konfigurasi sama-sama memungkinkan, maka entropi adalah logaritma natural dari jumlah konfigurasi, dikalikan dengan konstanta Boltzmann:S = kB pada W
di mana S adalah entropi, kB adalah konstanta Boltzmann, ln adalah logaritma natural, dan W mewakili jumlah kemungkinan keadaan. Konstanta Boltzmann sama dengan 1,38065 × 10−23 J / K.
Unit Entropi
Entropi dianggap sebagai sifat materi yang luas yang dinyatakan dalam bentuk energi dibagi dengan suhu. Itu Unit SI entropi adalah J / K (joule / derajat Kelvin).
Entropi dan Hukum Termodinamika Kedua
Salah satu cara menyatakan hukum termodinamika kedua adalah sebagai berikut: di sistem tertutup, entropi sistem akan tetap atau meningkat.
Anda dapat melihat ini sebagai berikut: menambahkan panas ke sistem menyebabkan molekul dan atom menjadi cepat. Dimungkinkan (meskipun rumit) untuk membalikkan proses dalam sistem tertutup tanpa menarik energi dari atau melepaskan energi di tempat lain untuk mencapai keadaan awal. Anda tidak akan pernah bisa mendapatkan keseluruhan sistem "kurang energik" daripada saat dimulai. Energi tidak memiliki tempat untuk pergi. Untuk proses yang ireversibel, entropi gabungan sistem dan lingkungannya selalu meningkat.
Kesalahpahaman Tentang Entropi
Pandangan hukum termodinamika kedua ini sangat populer, dan telah disalahgunakan. Beberapa berpendapat bahwa hukum kedua termodinamika berarti bahwa suatu sistem tidak pernah bisa menjadi lebih teratur. Ini tidak benar. Ini berarti bahwa untuk menjadi lebih teratur (agar entropi berkurang), Anda harus mentransfer energi dari suatu tempat di luar sistem, seperti ketika seorang wanita hamil mengambil energi dari makanan untuk menyebabkan telur yang telah dibuahi menjadi bayi. Ini sepenuhnya sejalan dengan ketentuan hukum kedua.
Entropi juga dikenal sebagai gangguan, kekacauan, dan keacakan, meskipun ketiga sinonimnya tidak tepat.
Entropi Mutlak
Istilah terkait adalah "entropi absolut," yang dilambangkan dengan S daripada ΔS. Entropi absolut didefinisikan sesuai dengan hukum ketiga termodinamika. Di sini konstanta diterapkan yang membuatnya sehingga entropi pada nol absolut didefinisikan sebagai nol.