Entropi

Entropi adalah suatu besaran termodinamika yang merujuk pada tingkat ketidakteraturan atau keacakan dalam suatu sistem. Konsep ini digunakan dalam berbagai bidang, mulai dari termodinamika klasik di mana konsep ini pertama kali dikenal, hingga fisika statistik dan teori informasi. Penerapannya luas mulai dari kimia, fisika, dalam sistem biologis dan kehidupan, kosmologi, ekonomika, dan sistem informasi termasuk bagaimana transmisi informasi diterapkan dalam telekomunikasi.^[2]

Es yang meleleh pada suhu ruangan merupakan contoh dari naiknya entropi,^{[note 1]} dijelaskan pada tahun 1862 oleh Rudolf Clausius sebagai kenaikan disgregasi molekul air pada es.^[1]

Entropi
Simbol umum	S
Satuan SI	joule per kelvin (J⋅K−1)
Dalam satuan pokok SI	kg⋅m2⋅s−2⋅K−1

Termodinamika
Mesin panas klasik Carnot
Cabang Klasik Statistik Kimia Termodinamika kuantum Kesetimbangan / Tak setimbang
Hukum Kenol Pertama Kedua Ketiga
Sistem Keadaan Persamaan keadaan Gas ideal Gas nyata Wujud zat Kesetimbangan Volume kontrol Instrumen Proses Isobarik Isokorik Isotermis Adiabatik Isentropik Isentalpik Quasistatik Politropik Ekspansi bebas Reversibel Ireversibel Endoreversibilitas Siklus Mesin kalor Pompa kalor Efisiensi termal
Properti sistem Catatan: Variabel konjugat dengan huruf miring Diagram properti Sifat ekstensif dan intensif Fungsi proses Kerja Panas Fungsi keadaan Suhu / Entropi (Pendahuluan) Tekanan / Volume Potensi kimia / Nomor partikel Kualitas uap Properti tereduksi
Persamaan Teorema Carnot Teorema Clausius Hubungan dasar Hukum gas ideal Hubungan Maxwell Onsager reciprocal relations Persamaan Bridgman Tabel persamaan termodinamika
Potensial Energi bebas Entropi bebas Energi dalam ${\displaystyle U(S,V)}$ Entalpi ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ Energi bebas Helmholtz ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ Energi bebas Gibbs ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$
Ilmuwan Bernoulli Boltzmann Carnot Clapeyron Clausius Carathéodory Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Maxwell von Mayer Onsager Rankine Smeaton Stahl Thompson Thomson van der Waals Waterston
Buku Kategori Portal Termodinamika
l b s

Entropi menjadi pusat dalam hukum kedua termodinamika yang menyatakan bahwa entropi suatu sistem yang terisolasi yang dibiarkan berevolusi secara spontan tidak dapat berkurang seiring waktu. Sehingga sistem yang terisolasi tersebut akan bervolusi menuju kesetimbangan termodinamika di mana entropi mencapai titik tertingginya. Entropi tinggi bermakna energi semakin tidak beraturan dan semakin tersebar, sedangkan entropi rendah bermakna energi lebih beraturan dan terpusat. Konsekuensi dari hukum kedua trmodinamika ini adalah proses tertentu dapat dikatakan takterbalikkan.

Konsep termodinamika ini disebutkan oleh ilmuwan dan insinyur Skotlandia William Rankine, di tahun 1850 dengan nama "fungsi termodinamika" dan "potensial panas".^[3] Di tahun 1865, fisikawan Jerman Rudolf Clausius, salah satu pelopor bidang ilmu termodinamika, mendefinisikannya sebagai hasil bagi sejumlah panas yang teramat sangat kecil dengan temperatur sesaat. Ia awalnya mendeskripsikannya sebagai "konten transformasi" (Verwandlungsinhalt dalam bahasa Jerman), dan lalu menggunakan entropi, dari bahasa Yunani Kuno, εντροπία [entropía], yang bermakna "transformasi" atau "perubahan".^[4][5]

Fisikawan Austria Ludwig Boltzmann menjelaskan entropi sebagai ukuran jumlah kemungkinan susunan mikroskopis atau keadaan atom dan molekul individual dalam suatu sistem yang sesuai dengan kondisi makroskopis sistem tersebut. Dengan demikian, ia memperkenalkan konsep ketidakteraturan statistik dan distribusi probabilitas ke dalam bidang ilmu termodinamika baru, yang disebut mekanika statistik, dan menemukan hubungan antara interaksi mikroskopis, yang berfluktuasi di sekitar konfigurasi rataan, dengan perilaku yang dapat diamati secara makroskopis, dalam bentuk hukum logaritma sederhana, dengan konstanta proporsionalitas, yaitu konstanta Boltzmann, yang telah menjadi salah satu konstanta universal yang menentukan Sistem Satuan Internasional modern.^[6]

Catatan

1. In complex systems of molecules, such as at the critical point of water or when salt is added to an ice-water mixture, entropy can either increase or decrease depending on system parameters, such as temperature and pressure. For example, if the spontaneous crystallization of a supercooled liquid takes place under adiabatic conditions the entropy of the resulting crystal will be greater than that of the supercooled liquid (Denbigh, K. (1982). The Principles of Chemical Equilibrium, 4th Ed.). In general, however, when ice melts the entropy of the adjoined hot and cold bodies increases. Some further tutorials: Ice-melting (example by Journal of Chemical Education—subscription required); Ice-melting and Entropy Change (example by The American Heritage Book of English Usage—archive.org copy); Ice-melting and Entropy Change (discussion by Western Washington University—archive.org copy)