Hukum kedua Termodinamika

Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan

bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk

meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya.

Sebuah benda dengan massa m dilepaskan dari ketinggian h secara spontan jatuh

ke tanah, kemudian diam.Pada situasi ini energi semesta adalah jumlah energi termal

benda, energi termal tanah dan energi mekanik benda.Sebelum dilepaskan, benda

mempunyai energi mekanik yang sama dengan energi potensialnya U = mgh, dan

setelah benda tersebut diam di tanah, energi mekaniknya nol.Pada proses ini, dengan

gemikian energi mekanik semesta berkurang dari mgh menjadi nol.Jika energi total

semesta tidak berubah (hukum pertama termodinamika), energi termal semesta dapat

meningkat dengan mgh.Peningkatan energi termal menunjukan peningkatan yang kecil

pada temperatur benda dan tanah.

Sebagaimana diketahui dari pengalaman sehari-hari bahwa suatu benda yang

awalnya diam di tanah tidak akan pernah secara spontan meloncat ke udara.Hal tersebut

tidak mungkin terjadi karena melanggar hukum pertama.Jika sebuah benda meloncat ke

udara, akan terjadi peningkatan energi mekanik semesta.Hal ini tidak akan melanggar

hukum pertama, bagaimanapun jika terdapat hubungan penurunan energi termal

semesta.Hukum pertama tidak menjelaskan mengapa benda tidak pernah meloncat ke

udara secara spontan.

Proses benda meloncat ke udara secara spontan adalah kebalikan dari proses

benda jatuh ke tanah secara spontan.Satu proses terjadi dengan mudah. Sedangkan

11

proses kebalikannya tidak akan pernah terjadi sama sekali.Banyak proses irreversibel

yang lain yang dapat terjadi hanya dalam satu arah.Sebagai contoh, ketika benda yang

dingin dan benda panas bersentuhan, kalor selalu mengalir dari benda panas kebenda

yang dingin, dan tidak pernah dari benda dingin ke benda yang panas.Akibatnya suhu

benda yang panas menurun, sedangkan suhu benda yang dingin meningkat.Jika proses

kebalikan yang terjadi, benda yang dingin akan menjadi lebih dingin sedangkan benda

yang panas akan lebih panas.Contoh lain, tinta diteteskan kedalam segelas air,

menyebar hingga tinta tersebut dalam air.proses kebalikannya, dimana campuran air dan

tinta secara spontan memisah menjadi air murni dan tinta murni, tidak akan pernah

terjadi.

Formulasi Kelvin-Planck atau hukum termodinamika kedua menyebutkan

bahwa adalah tidak mungkin untuk membuat sebuah mesin kalor yang bekerja dalam

suatu siklus yang semata-mata mengubah energi panas yang diperoleh dari suatu

reservoir pada suhu tertentu seluruhnya menjadi usaha mekanik. Hukum kedua

termodinamika mengatakan bahwa aliran kalor memiliki arah; dengan kata lain, tidak

semua proses di alam semesta adalah reversible (dapat dibalikkan arahnya). Sebagai

contoh jika seekor beruang kutub tertidur di atas salju, maka salju dibawah tubuh nya

akan mencair karena kalor dari tubuh beruang tersebut. Akan tetapi beruang tersebut

tidak dapat mengambil kalor dari salju tersebut untuk menghangatkan tubuhnya.

Dengan demikian, aliran energi kalor memiliki arah, yaitu dari panas ke dingin. Satu

aplikasi penting dari hukum kedua adalah studi tentang mesin kalor.