Makalah Fisika Entropi

ENTROPI

DISUSUN OLEH:

Nyoman Chandra (13) XI MIA 1

SMA YOS SUDARSO CILACAP

TAHUN PELAJARAN 2014/2015

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.         Latar Belakang

            Dalam mempelajari fisika banyak istilah yang digunakan untuk mendiskripsikan suatu hal. Salah satunya dalah entropi. Untuk lebih memahami pengguanaan istilah entropi dan penerapannya maka ada perlunya kita mempelajari istilah tersebut

1.2.         Rumusan Masalah

1.      Apa yang dimaksud entropi?

2.      Bagaimana proses penemuan istilah entropi ?

3.      Bagaimana penerapan entropi dalam kehidupan sehari hari?

1.3.         Tujuan Penulisan

1.     Mengetahui apa yang dimaksud entropi

2.     Mengetahui bagaimana proses penemuan istilah entropi

3.     Mengetahui bagaimana penerapan entropi dalam kehidupan sehari hari

1.4.         Hipotesa

2.      Entropi adalah banyaknya energy yang tidak dapat diubah menjadi usaha

3.      Entropi ditemukan bersamaan dengan penemuan hokum 2 termodinamika

3        Entropi dipakai sebagai perhitungan efisiensi sebuah mesin.

1.5.         Metode Penulisan

            Untuk mendapatkan data yang diperlukan dalam penulisan, penulis menggunakan metode sebagai berikut:

a.        Metode Studi Pustaka

           

BAB II

DASAR TEORI

2.1.         Sejarah Penemuan Istilah Entropi

Kata entropi pertama kali dicetuskan oleh Rudolf Clausius pada tahun 1865, berasal dari bahasa Yunani εντροπία [entropía], εν- [en-] (masuk) dan τροπή [tropē] (mengubah, mengonversi). Merupakan ukuran kesemrawutan atau keacakan dalam suatu sistem fisika. Dalam teori informasi, entropi adalah ukuran yang dihubungkan dengan kandungan informasi suatu pesan. Ahli fisika Jerman, Rudolf Clausius, melontarkan istilah itu pa­da tahun 1865 untuk suatu fungsi termodinamika. Pa­da tahun 1854 Clausius mengemukakan bahwa fung­si tersebut cenderung bertambah besar lewat proses alamiah yang bersifat serta merta (spontan). Ungkap­an Clausius mengenai hukum pertama dan kedua ter­modinamika: “energi alam semesta konstan; entropi alam semesta cenderung menuju nilai maksimum.”

Perubahan entropi suatu sistem untuk suatu pro­ses reversibel (berbalik) yang tak-terhingga kecilnya sama dengan banyaknya kalor yang diserap atau di­bebaskan oleh sistem dalam proses itu dibagi suhu mutlak. Sebagai suatu fungsi termodinamika, entro­pi hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir sistem dan tidak pada proses yang terjadi. Te­tapi untuk menghitungnya harus dipilih suatu jalan yang reversibel.

Untuk sistem yang terpencil (tidak dapat bertukar kalor maupun kerja dengan sekitarnya) entropi itu tak berubah dalam proses reversibel, dan entropi bertam­bah besar dalam proses tak revesibel (tak berbalik).

Meskipun pada awalnya dikemukakan Clausius ke­tika ia mempelajari mesin kalor, entropi terbukti jauh lebih bermakna dalam mempelajari proses alamiah. Ahli fisika J. Willard Gibbs, pada tahun 1873, me­lontarkan fungsi termodinamika G (energi bebas) yang didefinisikan sebagai G = E + P V – TS, dengan S = entropi; E – energi dalam; P, V, T masing-masing tekanan, volume, dan suhu sistem. Bertambah atau berkurangnya G (positif atau negatifnya A G) akan me­nandai spontan atau tidaknya suatu proses. Proses ke­setimbangan ditandai dengan G konstan.

Pada tahun 1872 ahli fisika Ludwig Boltzmann da­lam mengembangkan mekanika statistik mengemuka­kan suatu fungsi yang terus-menerus berkurang sela­ma molekul-molekul bertabrakan. Ia mengenali bah­wa fungsi itu setara dengan nilai negatif dari entropi (minus S). Atas sanggahan Josef Loschmidt, tahun 1877, Boltzmann mematangkan konsepnya mengenai kesetimbangan dan entropi. Kesetimbangan atau ke­adaan entropi maksimum adalah keadaan ketika him­punan molekul dapat menghuni sebanyak mungkin konfigurasi yang dimungkinkan. Oleh karena itu entropi dikaitkan dengan kebolehjadian sistem ber­ada dalam suatu keadaan tertentu seperti diukur oleh banyaknya konfigurasi molekul berlainan yang dapat dimiliki sistem dalam keadaan tersebut. Karena pada umumnya suatu sistem berubah serta merta ke ke­adaan yang lebih mungkin, entropi akan bertambah dengan sepadan.

2.2.         Definisi Entropi

 Entropi adalah salah satu besaran termodinamika yang mengukur energi dalam sistem per satuan temperatur yang tak dapat digunakan untuk melakukan usaha.  Entropidari sebuah sistem tertutup selalu naik dan pada kondisi transfer panas, energi panas berpindah dari komponen yang bersuhu lebih tinggi ke komponen yang bersuhu lebih rendah. Pada suatu sistem yang panasnya terisolasi, entropi hanya berjalan satu arah (bukan proses reversibel/bolak-balik). Entropi suatu sistem perlu diukur untuk menentukan bahwa energi tidak dapat dipakai untuk melakukan usaha pada proses-proses termodinamika. Proses-proses ini hanya bisa dilakukan oleh energi yang sudah diubah bentuknya, dan ketika energi diubah menjadi kerja/usaha, maka secara teoritis mempunyai efisiensi maksimum tertentu. Selama kerja/usaha tersebut, entropi akan terkumpul pada sistem, yang lalu terdisipasi dalam bentuk panas buangan.
Pada termodinamika klasik, konsep entropi didefinisikan pada hukum kedua termodinamika, yang menyatakan bahwa entropi dari sistem yang terisolasi selalu bertambah atau tetap konstan. Maka, entropi juga dapat menjadi ukuran kecenderungan suatu proses, apakah proses tersebut cenderung akan "terentropikan" atau akan berlangsung ke arah tertentu. Entropi juga menunjukkan bahwa energi panas selalu mengalir secara spontan dari daerah yang suhunya lebih tinggi ke daerah yang suhunya lebih rendah.
Entropi termodinamika mempunyai dimensi energi dibagi temperatur, yang mempunyai Satuan Internasional joule per kelvin (J/K).

Dalam proses adiabatik, d’Q = 0, dan dalam proses adaibatik ireversibel d’Q_r = 0. Oleh karena itu dalam proses adibatik reversibel, ds = 0 atau ini berarti bahwa entropi S tetap. Proses demikian ini disebut pula sebagai proses insentropik. Jadi:

d’Q_r = 0 dan dS = 0

Dalam proses isotermal reversibel, suhu T tetap, sehingga perubahan entropi

Untuk melaksanakan proses semacam ini maka sistem dihubungkan dengan sebuah reservoir yang suhunya berbeda. Jika arus panas mengalir masuk kedalam sistem, maka Q_r positif dan entropi sistem naik. Jika arus panas keluar dari sistem Q_r negatif dan entropi sistem turun.

Contoh proses isotermal reversibel ialah perubahan fase pada tekanan tetap. Arus panas yang masuk kedalam sistem per satuan massa atau per mol sama dengan panas transformasi 1, sehingga perubahan entropi jenisnya menjadi :

 

 Jika dalam suatu proses terdapat arus panas antara sistem dengan lingkungannya secara reversibel, maka pada hakekatnya suhu sistem dan suhu lingkungan adalah sama. Besar arus panas ini yang masuk kedalam sistem atau yang masuk kedalam lingkungan disetiap titik adalah sama, tetapi harus diberi tanda yang berlawanan. Karena itu perubahan entropi lingkungan sama besar tapi berlawanan tanda dengan perubahan  entropi sistem dan jumlahnya menjadi nol. Sebab sistem bersama dengan lingkungannya membentuk dunia, maka boleh dikatakn bahwa entropi dunia adalah tetap. Hendaknya diingat bahwa pernyataan ini berlaku untuk proses reversibel saja.

Keadaan akhir proses irreversibel itu dapat dicapai dengan ekspansi reversibel. Dalam ekspansi semacam ini usaha luar haus dilakukan. Karena tenaga dakhil sistem tetap, maka harus ada arus panas yang mengalir kedalam sistem yang sama besarnya dengan usaha luar tersebut. Entropi dalam gas dal proses reversibel ini naik dan kenaikan ini sama dengan kenaikan dalam proses sebenarnya yang irreversibel, yaitu ekspansi bebas.

2.3 Penerapan Entropi

Implikasi hukum kedua termodinamika pada ling­kungan hidup adalah bahwa setiap sistem cenderung akan mengalami peningkatan limbah atau ketidak­beresan, sehingga memerlukan pengelolaan atau ban­tuan energi dari luar. Prinsip ini terjadi dalam penge­lolaan lingkungan hidup oleh manusia, terutama da­lam pemanfaatan ilmu pengetahuan dan teknologi. Entropi dapat dikurangi dengan menjadikan limbah sebagai sumber daya yang dapat didaur-ulang.

Contoh:
Pemanfaatan limbah perkebunan kedele untuk pakan ternak.
Jerami sebagai entropi dapat digunakan lagi untuk bahan baku kertas,
makanan ternak, dan keperluan lain.
Manusia menjadikan buah-buahan sebagai salah satu sumber energi.
Entropi yang berupa kulit buah adalah sumber bagi semut.

BAB III

PENUTUP

3.1  Kesimpulan

1.      Kata entropi pertama kali dicetuskan oleh Rudolf Clausius pada tahun 1865.

2.      Entropi adalah salah satu besaran termodinamika yang mengukur energi dalam sistem per satuan temperatur yang tak dapat digunakan untuk melakukan usaha. 

3.      Penerapan Entropi dalam kehidupan sehari ahri adalah dalam proses daur ulang
DAFTAR PUSTAKA

http://arti-definisi-pengertian.info/pengertian-entropi/

http://id.wikipedia.org/wiki/Entropi

cintaoktavia.blogspot.com

____.___. Diktat Pembelajaran Untuk SMA/MA KTSP KUANTUM.___:____