Konsep entropi dalam fisika dikenal dalam hukum termodinamika, yang menyatakan bahwa total energi dari suatu sistem akan tetap konstan. Entropi timbul karena pernyataan hukum termodinamika ke-2, yang menyatakan bahwa tidak ada proses yang dapat mengubah semua panas menjadi kerja, dan panas hanya dapat di-transfer dari suhu tinggi ke suhu rendah. Tidak ada proses yang terjadi secara reversible di alam ini
Entropi dapat diartikan sebagai ukuran derajat ketidakteraturan suatu sistem termodinamika. Dalam persamaannya, entropi dilambangkan dengan huruf “S” dan memiliki satuan joule per kelvin. Entropi sangat berkaitan dengan hukum termodinamika, terutama hukum kedua termodinamika, yang menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem tertutup tidak dapat berkurang. Namun, dalam suatu sistem, entropi dari satu sistem dapat dikurangi dengan meningkatnya entropi dari sistem lain
Entropi juga dapat dihitung sebagai fungsi dari massa, luas permukaan cakrawala peristiwa, dan konstanta fisika seperti konstanta Boltzmann dan Planck, seperti dalam kasus Lubang Hitam. Hukum Kedua Termodinamika menyatakan bahwa entropi suatu sistem terpenuhi dalam kesetimbangan termodinamika tidak akan pernah berkurang. Dalam konteks Lubang Hitam, entropi dapat dianggap sebagai ukuran jumlah informasi atau wilayah
Contoh penerapan entropi dalam kehidupan sehari-hari meliputi perubahan fase materi, seperti mencairnya es, serta perubahan energi yang terjadi secara alami, seperti menyebarnya krimer yang ditambahkan dalam kopi dan ban bocor (udara keluar dari ban)
Dalam ilmu ekonomi, konsep entropi juga dapat diterapkan, karena kegiatan ekonomi tidak akan terjadi dalam sistem yang tertutup. Energi entropi yang rendah, seperti yang diterima dari matahari, memungkinkan manusia dan semua yang ada di alam untuk menjalani kehidupan. Konsep entropi berbeda dengan konsep mekanika yang dikeluarkan oleh Isaac Newton, karena dalam konsep entropi, peningkatan entropi dapat terjadi secara ireversibel
Dalam sintesisnya, konsep entropi dalam fisika dan termodinamika sangat penting untuk memahami alam semesta dan proses-proses yang terjadi di dalamnya. Entropi dapat dihitung sebagai fungsi dari berbagai variabel, seperti massa, luas permukaan, dan konstanta fisika, serta memiliki pengaruh dalam berbagai bidang sains, termasuk ilmu ekonomi dan teori relativitas umum dan fisika kuantum
Persamaan entropi pada berbagai sistem dan proses dapat dinyatakan sebagai berikut:
Persamaan Entropi untuk Sistem Terisolasi :
Δ𝑆≥0
Ini berarti bahwa entropi suatu sistem yang terlindungi selalu meningkat atau tetap konstan dalam proses reversibel, tetapi tidak pernah berkurang125.
Persamaan Entropi untuk Sistem yang Berinteraksi dengan Lingkungan :
Dalam sistem yang berinteraksi dengan lingkungan, perubahan entropi sistem dan lingkungan harus dihitung secara terpisah. Perubahan entropi sistem dapat meningkat atau tetap, tetapi perubahan entropi lingkungan harus berlawanan tanda dan kuantitas menjadi nol, sehingga perubahan entropi total sistem dan lingkungan menjadi nol2.
Persamaan Entropi untuk Proses Reversibel :
Δ𝑆=𝑄/𝑇
Dalam proses reversibel, perubahan entropi dapat dihitung menggunakan integral dari panas yang masuk atau keluar dari suhu absolut untuk proses reversibel3.
Persamaan Entropi untuk Proses Non-Reversibel :
Δ𝑆≥0
Dalam proses non-reversibel, perubahan entropi sistem harus meningkat, dan tidak pernah berkurang. Ini berarti bahwa entropi sistem yang mengalami proses non-reversibel selalu meningkat
Persamaan Entropi untuk Sistem yang Mengalami Proses Adiabatik :
Δ𝑆=∫𝐷𝑄𝑇
Dalam sistem yang mengalami proses adiabatik, perubahan entropi dapat dihitung menggunakan integral dari panas yang masuk atau keluar dari suhu absolut untuk proses adiabatik4.
Persamaan Entropi untuk Sistem yang Mengalami Proses Isotermal :
Δ𝑆=𝑄𝑇
sistem yang mengalami proses isotermal, perubahan entropi dapat dihitung menggunakan integral dari panas yang masuk atau keluar dari suhu absolut untuk proses isotermal3.
Persamaan Entropi untuk Sistem yang Mengalami Proses Adiabatik Terbalikkan :
Δ𝑆=0
Dalam sistem yang mengalami proses adiabatik terbalik, perubahan entropi menjadi nol, karena tidak ada perubahan entropi yang terjadi dalam proses ini