Entropi Dan Hukum Termodinamika II [PDF]

Citation preview

ENTROPI DAN HUKUM TERMODINAMIKA II



ENTROPI  Bila



suatu sistem mengalami perubahan isotermal dan reversibel, maka besarnya perubahan entropi dS adalah: T Sistem I Sistem II S1 S2



Δ S = S2 - S1 Δ S = Qr/T atau dS = dQr/T



 Satuan



entropi = kalori per derajat per jumlah zat ybs, misal: kal per derajat per mol. Kalori per derajat dianggap sbg e.u (entropy unit).  Bila proses dilakukan untuk sistem terisolasi, maka untuk proses isotermal reversibel: Δ S gas = Qr/T dengan r = reversibel Sekeliling: Δ S sekeliling = - Qr/T Total Δ S : Δ S total = Δ S gas + Δ S sekeliling Δ S total = 0



 Untuk



proses isotermal dan reversibel, perubahan entropi total pada sistem dan sekelilingnya = 0. Demikian pula perubahan entropi utnuk proses siklus atau cycle = 0.  Untuk proses isotermal tetapi ireversibel: T Sistem I Sistem II S1 Qr S2 Karena Δ S = S2 - S1 , maka perubahan entropi tetap sama dg proses isotermal dan reversibel. Δ S = Qr/T dengan Qr = panas yang diserap pd proses isotermal reversibel



 Panas



yang diserap oleh gas = Q, dan Q < Qr. Perubahan entropi reservoir (sekeliling) = Q/T. Q/T < Qr/T ΔS = Qr/T – Q/T > 0  Jadi proses isotermal ireversibel dalam sistem terisolasi menyebabkan ΔS>0. Demikian pula pada proses siklus, ΔS>0.  ΔS untuk proses non isotermal dp dicari sbb: proses non isotermal reversibel dp dianggap terjadi dari proses-proses isotermal dan reversibel kecil-kecil, yang masing2 mempunyai dS = dQr/T.



Hukum Termo II  Untuk



proses-proses terisolasi: ΔS≥0  Δ S = 0, untuk proses reversibel  Δ S > 0, untuk proses ireversibel  Proses2 reversibel, selalu berjalan sangat lama. Ini berarti bahwa proses2 yang terjadi pada waktu singkat, berupa proses ireversibel dan diikuti dengan kenaikan entropi dari sistemnya sendiri atau sistem dan sekitarnya



 Hukum



Termo II dp diformulasikan sbb: “Semua proses2 yang terjadi di alam bertendensi terjadi dengan kenaikan entropi”  Bentuk lain : - pengaliran panas selalu terjadi dr sistem yang temp. tinggi ke sistem yang temp. rendah - semua proses yang terjadi di alam bertendensi terjadi spontan ke arah kesetimbangan



Perhitungan perubahan entropi  ΔS



dari sistem terisolasi dpt tetap atau bertambah, sedang ΔS dari masing-masing sistem dapat tetap, bertambah, atau berkurang.  Perhitungan ΔS biasanya dilakukan terhadap masing-masing sistem, tidak terhadap sistem terisolasi (sistem dan sekelilingnya)  Pada hal keadaan awal dan akhir sama, maka perubahan entropi sama. Sebab ΔS hanya tergantung keadaan awal dan akhir proses.



Contoh ΔS untuk ekspansi 5 mol gas ideal secara isotermal dan reversibel, dari 101 menjadi 1001 pada 300 K  Hitung ΔS pada ekspansi isotermal 5 mol gas ideal terhadap tekanan tetap 1 atm dari 101 menjadi 1001 pada 300 K  Hitung



Perhitungan entropi pada proses irreversibel dilakukan dengan menghitung entropi pada tahap – tahap reversibel H2O(l, 25 S 1



o



irrev C, 1 atm)



S



H2O(g, 100oC, 1 atm) rev S2



rev



H2O(l, 100oC, 1 atm)



S = S1 + S2 T1 S1 = CP ln T2 H S2 = T