KONSEP ENTROPI ENTROPI GAS IDEAL DIAGRAM TS

37

BAB VI. ENTROPI

6.1. KONSEP ENTROPI

Konsep entropi S mula-mula diperkenalkan oleh : R.J. Clausius abad 19. Entropi suatu sistem merupakan fungsi koordinat termodinamik yang perubahannya sama dengan integral T dQ R antara keadaan awal dan akhir, diintegrasikan sepanjang lintasan dapat balik reversible sekehendak yang menghubungkan kedua keadaan tersebut. T dQ dS R  6.1 R = dapat balik reversible S = entropi dS = perubahan entropi dQ = pemindahan kalor T = suhu Dalam bentuk integral : T dQ dS akhir awal R S S akhir awal    T dQ S akhir awal R   6.2   T dQ R 6.3

6.2. ENTROPI GAS IDEAL

Jika suatu sistem menyerap sejumlah infinitesimal kalor dQ R selama proses dapat balik, perubahan entropi sama dengan persamaan 6.1: T dQ dS R  Kasus I : Tinjaulah bahwa dQ R untuk gas ideal, dimana entropi gas ideal sebagai fungsi T dan P diperoleh : dP V dT C dQ P R   Dengan membaginya dengan T, diperoleh : dP T V T dT C T dQ P R   P dP nR T dT C dS P   6.4 38 Perubahan entropi gas ΔS antara keadaan awal dan akhir dengan pengintegrasian persamaan 6.4 diperoleh : P dP nR T dT C S P P T T P      2 1 2 1     1 2 1 2 ln ln ln ln P P nR T T C S P       ln S P nR T dT C S P     Untuk C P tetap,     ln ln S P nR T C S P    6.5 Kasus II : Tinjaulah bahwa dQ R untuk gas ideal, dimana entropi gas ideal sebagai fungsi T dan V diperoleh : dV P dT C dQ V R   Dengan membaginya dengan T, diperoleh : dV T P T dT C T dQ V R   V dV nR T dT C dS V   6.6 Perubahan entropi gas ΔS antara keadaan awal dan akhir dengan pengintegrasian persamaan 7.6 diperoleh :   ln S V nR T dT C S V     Untuk C V tetap,     ln ln S V nR T C S V    6.7

6.3. DIAGRAM TS

Dalam persamaan : T dQ dS R  , jika dalam proses adiabatik dapat balik berarti dQ R = 0, maka dS = 0 dan S adalah tetapan. Disebut proses isentropik isotropik. Jika dua keadaan setimbang berdekatan infinitesimalnya : dT dS T dT dQ dS T dQ    Pada isokhorik dV = 0 V V V dT dS T C dT dQ               6.8 39 Pada isobarik dP = 0 P P P dT dS T C dT dQ               6.9 Jika dilakukan variasi suhu C V diketahui, perubahan entropi selama proses isokhorik isovolumik berlangsung dapat dihitung dari persamaan : T dT C S S V awal akhir    , dalam proses isobarik : T dT C S S P awal akhir    Persamaan tersebut memberikan cara umum untuk menghitung perubahan entropi, tetapi bukan cara untuk menghitung entropi mutlak suatu sistem dalam keadaan tertentu. Jika sekumpulan tabel diperlukan untuk mendapatkan perbedaan entropi dan bukan entropi mutlak, prosedurnya dapat dipermudah dengan memilih keadaan baku sekehendak dan menghitung perubahan entropi sistem dari keadaan baku ke keadaaan lainnya. Dalam kasus air, keadaan bakunya dipilih air jenuh pada 0,01 o C dan tekanan uapnya 611 Pa, maka entropinya dihitung terhadap keadaan acuan ini. Kemiringan kurva pada diagram TS yang menggambarkan proses isokhorik dapat balik berdasarkan persamaan 6.8 dirumuskan : V V C T dS dT        6.10 Dalam proses isokhorik dapat balik berdasarkan persamaan 6.9 dirumuskan : P V C T dS dT        6.11 40 Gambar 6.1. Kurva yang menggambarkan proses dapat balik sistem hidrostatik pada diagram TS

6.4. Perubahan entropi semesta total dalam proses dapat balik reversible