entropi dan hukum kedua dan soal

ENTROPI DAN HUKUM KEDUA

MANAJEMEN SUMBER DAYA PERAIRANFAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTANUNIVERSITAS DIPONEGORO2015

MATA KULIAH : FISIKA DASARDosen Pengampu : Zaenal Arifin, S.Si. , M. Si.

• Hukum kedua termodinamika seperti yang diungkapkan oleh Clausius mengatakan, “Untuk suatu mesin siklis maka tidak mungkin untuk menghasilkan efek lain, selain dari menyampaikan kalor secara kontinu dari sebuah benda ke benda lain pada temperatur yang lebih tinggi".

• Hukum kedua termodinamika dalam konsep entropi mengatakan, "Sebuah proses alami yang bermula di dalam satu keadaan kesetimbangan dan berakhir di dalam satu keadaan kesetimbangan lain akan bergerak di dalam arah yang menyebabkan entropi dari sistem dan lingkungannya semakin besar".

Hukum kedua termodinamika dapat dirumuskan dengan tiga cara yang masing-masing sama dengan lainnya :

1. Kalor secara spontan akan mengalir dari benda yang panas ke benda yang dingin, dan bukan sebaliknya.

2. Tidak ada mesin kalor yang berputar terus menerus dapat merubah seluruh energi yang masuk menjadi kerja.

3. Jika suatu sistem mengalami perubahan spontan, maka perubahan akan berarah sedemikian rupa sehingga entropi sistem akan bertambah atau akan bertahan pada nilai sebelumnya.

ENTROPI (S) merupakan suatu perubahan keadaan pada sistem yang setimbang. Ini berarti bahwa S sistem selalu sama, apabila sistem dalam keadaan seimbang.

Seperti halnya besaran p, V dan U, entropi merupakan suatu karakteristik sistem yang setimbang.

Tapi jika entropi dalam tidak keadaan yang tidak seimbang dan diasosiasikan dengan kekacauan maka pernyataan hukum kedua termodinamika di dalam proses-proses alami cenderung bertambah ekivalen dengan menyatakan, kekacauan dari sistem dan lingkungan cenderung semakin besar.

Rumus perubahan entropi yang dialami sistem :

Jadi satuan SI untuk entropi adalah J/K.Asal perubahan itu berlangsung secara reversibel (dapat dibalik).Proses akan bersifat reversibel jika berlangsung dengan lambat dan sistem harus selalu berada dalam keadaan keseimbangan.

ΔS =

KELOMPOK 3• Afifah Qonitah (26010115130084)• Agustina Risqiani (26010115140047)• Ary Hendri Pribadi (26010115130100)• Khalidah R. A. (260101151)• M. K. Ariki Harahap (26010115140069)• Putri Christina (26010115120004)• Putri Dewi Anjani (260101151)• Riyani Marwulandari (26010115120015)• Wulan Oktaviasari A. (26010115120003)

21-9 Hitunglah perubahan entropi yang dialami air 5 g yang berubah menjadi uap pada suhu 100°C dan tekanan udara luar standar • Dik:

m= 5g

Hu = 540 kal/gT= 1000C = 373Ktekanan diluar standar= 1atm

• Dit: ∆S

• Pembahasan :

• ∆S =

21-8 Logam 300 gram dengan c = 0,093 kal/g.°c yang semula bersuhu 90°C didinginkan sampai bersuhu 70°C. Hitunglah perubahan entropinya. Anda boleh memakai pendekatan T= ½(T1=T2)• Diketahui:

m = 300gc = 0,093 kal/goC

T1 = 90oC

T2 = 70oC∆T = -20oC

T = ½ (T1+T2)

• Ditanya : ∆S

• Pembahasan :

• ∆S =

= -1,58 kal/K atau -1,58x4,2 = -6,6 J/K

21-10 Gas ideal diekspansikan dengan perlahan-lahan hingga volume semula 2,00 m3 menjadi 3,00 m3. Ini terjadi secara isotermik pada suhu 30°C. Ternyata perubahan entropi gas adalah +47 J/K.a.Berapakah kalor yang ditambahkan ke gas ?b.Berapa usaha yang dilakukan gas ?

21-10

V1 = 2 m3

V2 = 3 m3

T = 30oC = 303 K∆S = +47 J/K

• Ditanya: a) ∆Qb) ∆W

Pembahasan:

a) b)

∆W = ∆Q = 14,2 KJ

21-11 Gas ideal 3 kg (M = 28 kg/k mol) dari keadaan normal dikompresi secara isotermik hingga volumenya tinggal 1/5 volume semula. Berapakah perubahan entropi gas ?

∆S =

= -1433 J/k

Diketahui :m = 3 kgM = 28 kg/k mol

V2 = V1

V1=V1

• 21-12 Empat keping karton yang permukaan satunya diwarnai merah dan sebelahnya putih. Setelah dilempar, dengan berapa carakah dapat diperoleh bahwa • a. Tiga kartu menunjukkan merah• b. Dua kartu menunjukkan merah

Merah : 4 4C3 Putih : 4 4C2

a.

b.

THANK YOU