The Second Law of Thermodynamics Perumusan Kelvin Tidak ada suatu proses yang hasil akhirnya berupa pengambilan sejumlah kalor dari suatu reservoar kalor dan mengkonversi seluruh kalor menjadi usaha Perumusan Clausius Tidak ada proses yang hasil akhirnya berupa pengambilan kalor dari suatu reservoar kalor bersuhu rendah dan pembuangan kalor dalam jumlah yang sama kepada suatu reservoar yang bersuhu lebih tinggi. Hukum Kedua Termodinamika Entropi suatu sistem yg terisolasi bertambah selama ada perubahan spantan Stot > 0

Definisi Entropi Definisi Statis Ludwig Boltzmann S = k ln W k : tetapan Boltzmann = 1,381.10-23 J.K-1 Definisi Termodinamika dS’  dq’

Pd proses adiabatis ∆S’ = 0 jika q’ = 0 Pd p konstan (q’ = -∆H)

Perubahan entropi sistem Jk temperatur lingkungan diatur sampai terjadi kesetimbangan antara lingkungan dg sistem mk T’ = T Pd proses reversible dq’ = dqrev maka

Entropi Perubahan Irreversible dS + dS’ > 0 atau dS > – dS’ Ketidaksamaan Clausius

Pd pemuaian isotermal irreversible dU = dq + dw = 0 shg dq = -dw Pemuaian Spontan dq = 0 maka dS > 0 Pd pemuaian isotermal irreversible dU = dq + dw = 0 shg dq = -dw Jk gas memuai pd ruang hampa mk dw = 0 dan dq = 0 dS > 0 dan dS’ = 0 sehingga dStotal > 0

2. Pendinginan Spontan Pemindahan energi sbg kalor pd Th (temperatur tinggi) dr temperatur rendah Tc : lql maka

Perubahan entropi pd proses khusus Transisi fasa temperatur transisi Pemuaian gas sempurna

Perubahan entropi pd proses khusus Perubahan entropi lingkungan Perubahan entropi total sistem terisolasi

Perubahan entropi pd proses khusus Perubahan entropi jika sistem dipanaskan Pada V konstan Pd p konstan dqrev = Cp dT

untuk gas Cp tdk tergantung pd temperatur

Calculation of entropy changes 1 2 Irrev. Rev. For a reversible process For an irreversible process S is a state function, S depends only on the initial and final states. Identify the initial and final states (1 & 2) Devise a convenient reversible path from 1 to 2 Calculate S

Calculation of entropy change S Process Entropy change (1) Cyclic S = 0 (S is a state function) (2) Reversible adiabatic S = 0 (dqrev = 0) (3) Reversible phase change at constant T and P (4) Reversible isothermal (5) Reversible change of state of a perfect gas (next slide)

(6) Irreversible change of state of a perfect gas Conceive of a reversible process to carry out the same change in state (7) Constant-pressure heating (no phase change) If CP is constant

Problem Find S for the conversion of 10.0 g of supercooled water at –10 oC and 1.00 atm to ice at –10 oC and 1.00 atm. Average Cp values for ice and supercooled water in the range 0 oC to –10 oC are 0.50 and 1.01 cal/g K, respectively. Liquid water -10 oC, 1 atm Ice 0 oC, 1 atm S S1 S2 S3

Solution

Solution