Hukum II Termodinamika Mikrajuddin Abdullah Fisika Dasar I 2016

Bab 12 Gas dan Termodinamika 1012 Konsekuansi pernyataan ini adalah tidak mungkin membuat mesin kalor yang memiliki efisiensi 100. Pernyataan Kelvin-Plack dapat diulustrasikan pada Gambar 12.30 Q 1 W T 1 T 2 Gambar 12.30 Ilustrasi pernyataan Kelvin-Planck untuk hukum II termodinamika Pernyataan Clausius Tidak mungkin membuat mesin pendingin yang menyerap kalor dari reservoir bersuhu rendah dan membuang ke reservoir bersuhu tinggi tanpa bantuan kerja dari luar. Pernyataan ini memiliki konsekuensi bahwa tidak mungkin merancang mesin pendingin sempurna dengan koefisien unjuk kerja . Pernyataan Clausius dapat diulustrasikan pada Gambar 12.31 Bab 12 Gas dan Termodinamika 1013 Q Q T 1 T 2 Gambar 12.31 Ilustrasi pernyataan Clausius untuk hukum II termodinamika

12.26 Entropi

Kita sudah melihat dua pernyataan hukum II termodinamika yang ekivalen, yaitu Kelvin-Planck dan Clausius. Namun, kedua pernyataan tersebut dapat digeneralisasi menjadi satu pernyataan dengan memperkenalkan terlebih dahulu besaran yang bernama entropi. Entropi pertama kali diperkenalkan oleh Clausisus tahun 1860. Menurut Clausius, suatu sistem yang melakukan proses reversibel dapat dibalik arahnya pada suhu konstan disertai penyerapan kalor Q mengalami perubahan entropi T Q S   12.66 dengan S perubahan entropy, Q kalor yang diserap, dan T suhu proses. Bab 12 Gas dan Termodinamika 1014 Dalam proses yang berlangsung secara spontan perubahan entropi memenuhi persyaratan-persyaratan berikut ini  Untuk sistem yang terisolasi, perubahan entropi semua proses memenuhi S 0  Untuk sistem yang tidak terisolasi, perubahan entropi total, yaitu jumlah entropi sistem dan lingkungan selalu posisitif, S = S sis + S ling Dengan menggunakan konsep entropi, hukum ke II termodinamika berbunyi Pada setiap proses alamiah, entropi total sistem dan lingkungan selalu mengalami pertambahan. Contoh 12.15 Sebuah kubus es yang bermassa 60 g dan suhu 0 o C ditempatkan di dalam gelas. Setelah disimpan beberapa lama, setengah dari es tersebut telah mencair menjadi air yang besuhu 0 o C. Berapa perubahan entropi esair? Diketahui kalor laten peleburan es adalah 80 kalg. Jawab Massa es yang mencair m = 30 g. Kalor yang diperlukan untuk melebur es tersebut adalah Q = m L = 30  80 = 2400 kal. Karena proses berlangsung pada suhu tetap T = 0 o C = 273 K maka perubahan entropi esair adalah