Tidak Tersedianya Energi; Kematian Kalor

Pada proses konduksi kalor dari benda yang panas ke yang dingin, terlihat bahwa entropi bertambah dan ketaraturan menjadi ketidakteraturan. Benda panas dan dingin yang terpisah bisa dianggap sebagai daerah temperatur tinggi dan rendah untuk sebuah mesin kalor dan dengan demikian dapat digunakan untuk mendapatkan kerja yang berguna. Tetapi setelah dua benda disentuhkan satu sama lain dan mencapai temperatur yang sama, tidak ada kerja yang bisa di dapat dari mereka. Dengan hubungan kemampuannya untuk melakukan kerja yang berguna, keteraturan telah berubah menjadi ketidakteraturan pada proses ini.

Hal yang sama juga bisa dikatakan mengenai batu yang jatuh yang berhenti pada saat menimpa tanah. Persis sebelum mengenai tanah, semua energi kinetik batu bisa dipakai untuk melakukan kerja yang berguna. Tetapi begitu energi kinetik mekanik batu menjadi energi thermal, hal ini tidak lagi mungkin.

Kedua contoh ini mengilustrasikan aspek penting lainnya dari hukum termodinamika kedua ‘pada proses alami apapun, sebagian energi menjadi tidak bisa dipakai untuk melakukan kerja.’ Pada semua proses, tidak ada energi yang hilang (selalu kekal). Melainkan energi menjadi lebih tidak berguna, kerja yang bisa dilakukan menjadi menurun. Dengan berlalunya waktu, energi menurun, dalam arti; energi berubah dari bentuk yang lebih teratur (seperti mekanik) sampai akhirnya menjadi bentuk yang paling tidak teratur, energi dalam atau termal. Entropi merupakan faktor di sini karena jumlah energi yang menjadi tidak dapat terpakai untuk melakukan kerja sebanding dengan perubahan entropi selama proses yang manapun.

Hasil alami dari hal ini adalah gagasan bahwa dengan berjalannya waktu, alam semesta akan mendekati keadaan ketidakteraturan maksimum. Zat-zat akan menjadi campuran yang serba sama, kalor akan mengalir dari daerah temperatur tinggi ke temperatur rendah sehingga seluruh alam semesta berada pada temperatur yang sama. Tidak ada kerja yang bisa dilakukan. Semua energi alam semesta akan menurun menjadi energi termal. Semua perubahan akan hilang. Hal ini, yang disebut sebagai kematian kalor alam semesta, telah banyak dibahas oleh para ahli filsafat. Pernyataan akhir ini tampak merupakan konsekuensi akhir dari hukum termodinamika kedua, walaupun masih jauh di masa yang akan datang. Walaupun demikian teori ini berdasarkan pada anggapan bahwa alam semesta terbatas, yang masih belum diyakini oleh para ahli kosmologi. Lebih jauh lagi, ada beberapa pertanyaan mengenai apakah hukum termodinamika kedua, sebagaimana kita mengetahuinya, benar-benar berlaku untuk semua aspek di alam semesta. Jawabannya masih belum ada.

Referensi:

Giancoli, C.Douglas. 1998. Fisika Dasar I. Erlangga: Jakarta.

Zemansky, Mark W. dan Richard H. Dittman. 1986. Kalor dan Termodinamika. ITB: Bandung

Reynolds, W.C., dan H.C.Perkins. 1977. Engineering Thermodinamics. McGraw-Hill Book Company: New York.

Baca Lainnya:
Entropi
Keteraturan Menjadi Ketidakteraturan