TERMODINAMIKA: Entropi Zat Murni Pada Titik Not Absolut

Entropi Zat Murni Pada Titik Not Absolut

Entropi Zat Murni Pada Titik Not Absolut

Entropi dapat dipandang sebagai besaran makroskopis yang mengukur ketidakteraturan sistem, yang berarti suatu sifat menyangkut sejumlah besar molekul yang tersusun secara tidak

teratur dalam ruangan termasuk distribusi energinya. Sebagai ilustrasi, dua buah balon yang sama besar dan saling berhubungan melalui sebuah kran. Satu balon berisi N molekul gas ideal, sedangkan balon yang satu hampa udara. Jika kran dibuka, maka gas akan berdifusi ke dalam balon yang kosong secara secara spontan, sehingga distribusi gas dalam dua buah balon menjadi merata.

Kebolehjadian untuk menemukan sebuah molekul gas pada salah satu balon adalah ½. Kebolehjadian untuk menemukan dua buah molekul dalam balon yang sama adalah (½)², dan kebolehjadian untuk menemukan N molekul berada dalam balon yang sama adalah (½)^N. Kebolehjadian semakin kecil dan praktis mendekati nol apabila harga N sangat besar (misalnya sebesar tetapan Avogadro). Gas yang berdifusi secara spontan dan mengisi stiap ruang yang ada dalam balon merupakan keadaan dengan kebolehjadian yang paling tinggi, atau keadaan yang paling memungkinkan.

Jika W menyatakan besarnya kebolehjadian sistem untuk mencapai suatu keadaan tertentu, maka menurut Boltzmann dan Planck hubungan antara entropi dan kebolehjadian diberikan oleh ungkapan berikut :

Perhatikan persamaan Planck-Boltzmann, S = k lnW

Entropi dapat dihubungkan dengan ‘kekacauan’ atau ketidakteraturan sistem. Keadaan sistem yang kacau ialah keadaan di mana partikel-partikel (molekul, atom atau ion) tersusun secara tidak teratur. Makin kacau susunan keadaan sistem, makin besar kebolehjadian keadaan sistem dan makin besar entropi. Oleh karena itu zat padat Kristal pada umumnya mempunyai entropi yang relatif rendah dibandingkan dengan cairan atau gas. Gas mempunyai entropi yang paling tinggi karena keadaan sistem paling tidak teratur. Diuraikan di atas bahwa makin kacau atau tidak teratur susunan molekul, makin tinggi harga W dan entropi. Sebaliknya makin teratur susunan molekul sistem, makin rendah harga W dan entropi. Kalau suatu zat murni didinginkan hingga dekat 0 K, semua gerakan translasi dan rotasi terhenti dan molekul-molekul mengambil kedudukan tertentu dalam kisi kristal. Molekul hanya memiliki energi vibrasi yang sama besar sehingga berada dalam keadaan kuantum tunggal. Ditinjau dan kedudukan dan distribusi energi, penyusunan molekul-molekul dalam suatu kristal yang sempurna pad 0 K hanya dapat dilaksanakan dengan satu cara. Dalam hal ini W = 1 dan ln W = 0, sehingga menurut persamaan boltzmann S = 0. Jadi, entropi suatu kristal murni yang sempurna ialah nol pada 0 K. Pernyataan ini terkenal sebagai

Hukum Ketiga Temomedinamika. Ungkapan matematik nya adalah 0.

S’_T=0= 0