Konsep Entropi

Orang pada umumnya tidak familiar dengan istilah Entropi, tidak seperti istilah Energi yang di gunakan dalam bahasa sehari-hari. Entropi tersebut memang sulit di definisikan secara bahasa, namun, pemahamanya dapat memberikan pengertian yang mendalam tentang bagaimana alam ini bekerja.

Secara umum, Entropi ini di definisikan sebagai keacakan, ketidak teraturan, kekacauan ataupun ketidak efisisienan proses itu berlangsung. Konsep Entropi ini digunakan untuk menjelaskan hukum kedua termodinamika, bahwa proses itu hanya berlangsung pada suatu arah tertentu, oleh karena itu, entropi dalam konteks ini adalah entropi secara termodinamis, yaitu keacakan atau ketidak teraturan gerak molekul suatu sistem, makin besar keacakanya, makin tinggi entropinya. Misalkan entropi pada gas akan lebih besar daripada entropi pada cairan, sedangkan entropi pada cairan akan lebih besar daripada entropi benda padat. (sebagai catatan, perbedaan fase gas, cair dan padat dikarenakan perbedaan susunan molekulnya).

Susunan molekul fase padat, cair dan gas

Bisa dibayangkan bahwa sebenarnya suhu dari sebuah benda adalah bentuk dari gerakan-gerakan molekulnya, semakin cepat molekul-mulekul penyusun benda tersebut bergerak, semakin "panas" juga benda tersebut. Misalkan sebuah ujung penggaris stainless steel dipanaskan, jika kita amati dengan mikroskop yang sangat canggih (misalnya), molekul-molekul nya akan bergetar dengan sangat cepat, dan ketika getaran itu merambat dari ujung penggaris, maka kita akan mengamati panas tersebut merambat seperti layaknya getaran molekul yang merambat tersebut (Getaran molekul ini sangatlah cepat, sehingga kita tidak dapat membayangkanya dengan indra kita). Dapat kita simpulkan bahwa perubahan entropi ini di akibatkan karena perpindahan kalor dan suhunya, atau dapat dituliskan :

Dengan S = Entropi, Q = perpindahan kalor, T = suhu

Kemudian, secara termodinamika, entropi ini termasuk sifat dari suatu sistem, seperti volume, suhu dan tekanan, sehingga perubahanya tidak tergantung pada urutan prosesnya. seperti misalkan volume suatu ruangan mula-mula 10 Liter, setelah mengalami proses pemanasan, perubahan tekanan ataupun proses yang tidak diketahui, volume ruangan tersebut menjadi 15 Liter, artinya, perubahan volume ruangan tersebut adalah 5 Liter, dan tidak tergantung bagaimana urutan proses itu berlangsung. begitu pula entropi, perubahan entropi itu sendiri tidak di pengaruhi oleh urutan prosesnya.

Perubahan entropi ini pasti terjadi pada proses dunia nyata, misalkan karena gesekan, pemanasan, ekspansi mendadak ataupun proses yang mengakibatkan kerugian energi lainya. Dapat kita katakan juga bahwa entropi ini adalah ukuran dari ketidak-terbalikanya energi suatu proses, atau ukuran degradasi energi, misalkan suatu proses pemanasan silinder-piston yang gesekanya sangat besar, maka akan banyak energi yang hilang, proses tersebut dapat dikatakan pertambahan entropinya besar. Namun, proses dimana entropinya tidak berubah (isentropic) juga sering dijumpai pada analisis teori termodinamika, karena sangat mempermudah analisis dan hasilnya masih dapat digunakan, proses yang tidak mengalami perubahan entropi hanya mungkin terjadi secara teori.

Yang menjadi konsep penting dari entropi ini sendiri adalah bahwa entropi dari sistem yang terisolasi tidak dapat berkurang (bahkan pada keadaan ideal), dengan kata lain, perubahan entropi suatu sistem dan lingkunganya akan selalu positif. yang berarti pula, bahwa keacakan, kekacauan, ataupun ketidak teraturan dari alam semesta akan terus meningkat dan tidak mungkin berkurang. Mungkin kita bertanya, misalkan ruangan berisi udara yang panas (gerak molekulnya sangat acak dan cepat) kita dinginkan (molekulnya lebih teratur), maka kita dapat katakan kalau entropi dari sistem tersebut berkurang. Jadi, entropi dapat berkurang?. jawabanya adalah iya, tapi hanya dalam sistem itu, kita juga harus ingat, pada saat ruangan itu didinginkan, harus ada panas yang di buang ke luar ruangan tersebut, panas tersebut mengakibatkan entropi dari luar ruangan bertambah, dan hasil penjumlahan total dari pengurangan entropi di dalam ruangan tersebut dan penambahan entropi lingkunganya akan pasti selalu bernilai positif (akan bertambah).

Konsep entropi ini juga kadang digunakan diluar konteks termodinamika, misalkan suatu kamar yang berantakan memiliki entropi lebih tinggi dari pada suatu kamar yang rapi, atau orang yang bekerja secara tidak efisien dan melakukan banyak kesia-siaan dikatakan memiliki kehidupan yang entropinya tinggi, bahkan ada teori yang menyebutkan bahwa entropi tersebut menjelaskan dari bearkhirnya alam semesta, mudahnya, jika suatu sistem telah mencapai tingkat ketidakteraturan (entropi) yang sangat tinggi, sehingga kalor dalam sistem tersebut tidak dapat lagi berubah menjadi kerja (gerakan), maka sistem tersebut akan berhenti, begitu pula alam semesta, keadaan tersebut disebut juga dengan "heat death of the universe".

sumber gambar : http://sciencelearn.org.nz/Contexts/Fire/Science-Ideas-and-Concepts/Heat-energy