Entropi : Derajat Ketidakaturan Suatu Sistem

 

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering melihat melelehnya es menjadi air . Dari peristiwa tersebut dapat kita simpulkan bahwa es itu mengalami perubahan wujud atau fasa. Perubahan yang di maksud adalah perubahan dari wujud padat menjadi cair, hal ini karena untuk zat apapun baik itu zat padat, cair, atau gas yang memiliki nilai entropi paling besar adalah zat gas dan yang paling kecil adalah zat padat. Mengapa demikian?

Hal ini karena struktur partikel dalam zat padat itu lebih teratur ketimbang zat cair dan gas . Sehingga urutan nilai entropinya adalah Spadat < Scair < Sgas. Simpulannya maka entropi mampu menjelaskan banyaknya atom, molekul, atau atom yang bermuatan (ion) yang bekerja secara tidak teratur dalam suatu sistem tertentu. Entropi : Derajat Ketidakaturan Suatu Sistem

Konsep Entropi

Entropi merupakan sifat atau kuantitas (ukuran) termodinamika (sebuah ilmu fisika atau kimia fisika yang mendasari terjadi tidaknya suatu reaksi) untuk memprediksikan kespontanan suatu proses di lihat dari ukuran ketidakaturan atau keacakan sistem tersebut. Entropi biasa di lambangkan dengan S dan merupakan fungsi keadaan.

Dalam pemahaman Entropi : Derajat Ketidakaturan Suatu Sistem, entropi dapat dianalogikan dengan proses ekspansi gas ideal ke dalam vakum. Misalkan ada dua bola kaca yang identik dan terhubung oleh cerat. Pada kondisi awal, bola kiri memiliki gas ideal pada tekanan (P) 1 atm, dan bola kanan tidak memiliki tekanan (P) atau di kosongkan. Ketika cerat di buka, gas ideal berekspansi atau menyebar ke dalam bola kosong.

Proses ekspansi atau penyebaran molekul-molekul pada gas ideal tidak di sebabkan oleh menurunnya sistem ke keadaan energi yang lebih rendah. Dengan kata lain perpindahannya di pengaruhi oleh suhu (T) bukan oleh tekanan (P). Serta konsep mudahnya adalah molekul-molekul gas cenderung menyebar ke volume yang besar atau yang belum terisi molekul dengan tekanan rendah namun dalam keadaan energi sistem yang sama. Karena setiap gas yang berekspansi atau menyebar memiliki lebih banyak tingkat energi translasi (energi gerak yang linier atau lurus).

Proses ekspansi atau penyebaran molekul-molekul pada gas ideal tidak di sebabkan oleh menurunnya sistem ke keadaan energi yang lebih rendah. Dengan kata lain perpindahannya di pengaruhi oleh suhu (T) bukan oleh tekanan (P). Serta konsep mudahnya adalah molekul-molekul gas cenderung menyebar ke volume yang besar atau yang belum terisi molekul dengan tekanan rendah namun dalam keadaan energi sistem yang sama. Karena setiap gas yang berekspansi atau menyebar memiliki lebih banyak tingkat energi translasi (energi gerak yang linier atau lurus).

Hubungan Entropi dengan Kespontanan

Entropi berfungsi untuk memprediksikan kespontanan suatu proses. Semakin tinggi entropi maka besar kemungkinan suatu proses akan mengalami proses spontan secara matematisnya ∆S > 0 . Proses spontan merupakan proses yang tidak ada campur tangan atau bantuan dari agen luar dengan kata lain mengalami proses sendiri. Namun entropi pun akan tetap nilainya jika dalam keadaan setimbang atau ∆S = 0.

Sehingga entropi memiliki nilai khas untuk tekanan, suhu, dan komposisinya di tentukan. Maka dari sinilah muncul yang namanya perubahan entropi. Perubahan entropi ini (∆S) adalah adanya perbedaan entropi antara dua keadaan sistem dan memiliki nilai yang khas. Perubahan entropi juga sangat berperan dalam kespontanan reaksi dan juga sebagai penentu atau menjadi standar dalam kespontanan suatu proses.

Secara matematis dapat di tuliskan :

∆S = Sf – Si , dengan :

∆S = Perubahan entropi (J/K)

Sf = Entropi pada keadaan akhir

Si = Entropi pada keadaan awal

Sehingga jika Sf > Si maka akan menyebabkan ∆S > 0 dan entropi atau derajat ketidakaturan pun akan naik.

Pengaruh Kalor dan Suhu

Adapun dalam perubahan entropi dapat di dasarkan pada kalor (q) dan suhu (T). Yang mana kedua elemen ini nantinya dapat mempengaruhi ketersediaan tingkat energi bagi partikel yang sangat kecil dalam sistem. Hubungan kedua elemen tersebut dengan entropi dapat di tuliskan:

∆S = qrev / T

Keterangan :

T = suhu (K)

qrev = kalor reversible atau kalor bolak balik (J)

Dengan simpulan bahwa ∆S berbanding lurus dengan kalor sehingga ketika energi di tambahkan pada sistem maka semakin banyak tingkat energi yang ada bagi partikel tersebut. Dan juga meningkatnya T dapat meningkatkan ketersediaan tingkat energi.

Maka secara otomatis dapat di simpulkan bahwa ada beberapa kondisi yang dapat menyebabkan peningkatan entropi , diantaranya :

a). Cairan jenuh atau murni ( cairan yang terbentuk dari padatan )

b). Gas (g) yang terbentuk dari padatan (s) atau cairan (l) .

c). Meningkatnya molekul gas sebagai akibat dari reaksi kimia.

d). Meningkatnya suhu (T) .

Daftar Pustaka :

Chang.R., 2004. Konsep-konsep Inti Edisi Ketiga Jilid Kedua. Jakarta; Erlangga

Petrucci., Harwood., Herring., dan Madura. 2008. Kimia Dasar Prinsip-Prinsip dan Aplikasi Modern Edisi Kesembilan Jilid Ketiga. Jakarta; Erlangga

Share :