ENTROPY (ENTROPI) Hukum Ke III thermodinamika Penerapan Hukum Thermodinamika kedua, dalam bentuk Ketidaksamaan ClausiusDayu Rina Ketidaksamaan Clausius adalah Ketidaksamaan Clausius adalah hubungan antara perpindahan panas suatu sistem dengan reservoir panas yang jumlahnya seimbang dengan suhu absolute reservoir-reservoir ini pada waktu sistem mengalami suatu siklus, seperti siklus carnot. Dari proses melingkar carnot (proses reversible); kita ketahui bahwa untuk setiap siklus reversible yang bekerja diantara dua reservoir panas : 2211TQTQ=Karena Q2 panas yang masuk ke sistem dan Q1 panas yang keluar dari sistem maka : 1T1Q2T2Q=atau :0TQTQTQ1122= E = +Jadipadaprosesreversiblejumlah perbandinganpanasterhadapsuhu absolute sama dengan nol. Tiap elemen siklus carnot menerima sejumlah panas dQ2 dari reservoir panas dan mengeluarkan sejumlah panas dQ1 pada reservoir dingin, maka : Untuk proses melingkar reversible siklus carnot : Untuk proses melingkar irreversible : 0TQ= E1122TQTQ(0TdQ(0TdQRe=}v atau0TdQ(}irrevatau atauJadi proses melingkar Jadi proses melingkar reversible dan irreversible dapat ditulis singkat : Besarnyamerupakan Parameter system dan disebut ENTROPY 0TdQs}Ketidaksamaan Clausius TdQENTROPY adalah Perbandingan panas yang ditransfer selama proses reversible dengan suhu absolute sistem Secara matematik ditulis : rev|.|

\|=TdQdSatauv ReTdQS|.|

\|} = A Dari persamaan , terlihat bahwa : dQ = T.dS atau Bila proses berlangsung dengan suhu T konstan, maka panas yang di transfer selama proses reversible : Q = T (S2 S1) Bila proses berlangsung secara adiabatik reversible atau dQ = 0, maka : dS = 0atauatauS2 = S1 Jadi pada proses adiabatik reversible, entropy adalah konstan v ReTdQS||.|

\|} = A}=2 SS1T.dS Q0 S= A Panas yang masuk ke sistem : Q2 = T2 (S2 S1) Panas yang keluar dari sistem : Q1 = T1 (S2 S1) Efficiency thermis : 2T1T2T2Q1Q2Qt==Perhitungan-perhitungan Entropy Perubahan spesific entropy sistem : dS = ; q = panas persatuan massa. Perubahan Entropy total : Tdq}= = = ATdq1S -2S S12}TdQm112}= = ATdqm S - S S1 2}=TdQm Q = panas total Perubahan specific entropy untuk gas ideal (persatuan massa) : Pada gas ideal : PV = RTP = RT V Ingat: PV = nRT PV = mRT =+= =TPdV dUTdqdSTPdV Cv.dT +Bila sistem berubah dari keadaan 1 ke keadaan 2 (lihat siklus carnot) persatuan massa, maka : 121 2VV.ln R S - S = Untuk proses isothermal: ; (Suhu (T) adalah konstan) Untuk proses isometric: ; (Volume (V) adalah konstan) Untuk proses isobaric : ; (Tekanan(P) adalah konstan) 121 2VV.ln R S - S =1T2Tln Cv.1S -2S =1T2Tln Cp.1S -2S =Sehingga : dVVRTCv.dTdS + = |||||.|

\||||||.|

\|+ = 1V2Vln. R1T2Tln. Cv1S2SdVPRTCp.dTdS = |||||.|

\||||||.|

\| = 1P2Pln. R1T2T.lnCp1S2Sspecific entropy pada perubahan phase dengan isothermal dan isobaric:

1 = panas latent Perubahan specific entropy pada reservoir panas : Q = panas yang mengalir ke reservoir T1S - S1 2=TQ=Th - h1 2=TQ1S -2S =Perubahan entropy keseluruhan (universe) : Kerugian energi pada proses = Jumlah panas yang hilang atau yang tidak boleh digunakan : QU = To . S To = Temperature refrence S = Perubahan entropy system Panas yang digunakan sering disebut kerugian kerja 0 sekitarnya AS system S n keseluruha S > + A = AHukum III Thermodinamika Hukum ke-3 thermodinamika merupakan perhitungan entropy mutlak. Entropy mutlak dari suatu substansi kristal murni dalam keseimbangan internal yang sempurna adalah nol pada nol derajat absolute (mutlak) Dapat dilihat entropy mutlak (absolute entropy) dari suatu substansi : }=TdQS - S2T1T1 2atau }=TdQS - S1T0T0 2Soal : 1. 10 lbm air dari 320F dikontakkan dengan suatu reservoir panas dari 2120F. Jika suhu air mencapai 2120F, tentukan perubahan entropy dari air, reservoir dan keseluruhan, bila :Cp air = R lbmBTU10Soal : 2. 3 kg gas dipanaskan dari 3000K ke 8000K dengan perubahan tekanan dari 100k Pa menjadi 500 k Pa. Hitunglah perubahan entropy ! (Tunjukkan perhitungan dengan dua persamaan gas ideal) Jika diketahui R = 0.287 Cv = 0.7176 KJ/kg0KCp = 1.0047 KJ/Kg0K Soal : 3. Berapakahpanasyangdiperlukan untukmemuaikansejumlahgas secaraisotermissupayakenaikan entropinya=0.2kkal/kg0Kbila berat gas = 2 kg, suhunya 3000K Home Work Suatu resistor dari 20 ohm dialiri arus listrik constan 10 ampere selama 1 detik. Sedang suhu resistor dibuat tetap constan pada 270C dengan jalan mengalirkan air pendingin. Tentukan : Perubahan entropy resistor. Perubahan entropy keseluruhan (universe). Pustaka : Burghardt, M. David. 1990. Engineering Thermodynamics with Application 2nd Edision. Harper and Row Pub, NY. Djojodihardjo. 1985. Dasar-dasar Termodinamika Teknik. Gramedia, Jakarta. Nainggolan. 1980. Termodinmica (Teori, Soal dan Penyelesaian). Armiko, Bandung. Satiadiwiria, M. Tusuf. 1986. Termodinamika. PT Bina Aksara, Jakarta. Selesai Dayu Rina TEP-FTP, Unud