Filsafat Entropi dan Termodinamika

Bandung (05/12) -- Inspirasi dalam menulis terkadang harus menunggu ackward moment, kita merasa gatal dan tersentil karena ada hal yang mengganjal/canggung terhadap situasi, pandangan, pola pikir, dan ide. 

Momentum survey dari HCM dengan menggunakan istilah entropy yang dipinjam dari bidang ilmu dasar fisika jualah yang akhirnya mendorong saya untuk menelurkan tulisan ini, bukan untuk meluruskan atau mencari pembenaran, namun untuk memperluas khasanah keilmuan kita Bersama.

Penulis dulu pernah belajar tentang materi ini saat masih duduk di bangku perkuliahan tingkat 2, dan menemukan buku yang cocok karangan pak Zemansky, "Heat and Thermodynamics". 

Pun begitu, pada rubrik ini tidak akan kita bahas mengenai penurunan persamaannya. Istilah entropy yang dipakai dalam survey kemarin di ambil dari hukum ke II termodinamika, sebenarnya ada hukum ke 0 (nol) dan hukum ke I termodinamika, hukum ke II muncul sebagai konsekuensi dari batasan -- batasan (constrain) dari hukum ke 0 dan ke I. Memang hukum-hukum dalam ilmu alam itu muncul dari implikasi-implikasi hukum-hukum sebelumnya.

Kembali ke topik, karena judul ini adalah filsafat maka luaran yang diharapkan muncul adalah suatu argument yang mudah di terima, tidak alot, dan masuk dalam semua perspeksi setiap individu. Fisika itu sebenarnya adalah filsafat alam, yaitu ilmu yang menggunakan alat bantu matematis untuk menjelaskan fenomena alam. Jadi guru fisika yang sejati itu sebenarnya seorang filsuf. 

Adagium ini cocok sekali untuk mewakili diri seorang Eninstein, dia pernah berkata bahwa seseorang dikatakan paham akan sebuah topik itu jika mampu menjelaskannya dengan simple. Tapi kok ruwet ya pelajaran fisika di sekolah menengah, hehe.

Kalau dalam proses belajar penulis, Pak Zemansky inilah yang mengajari tentang filsafat termodinamika. Hukum Hukum pertama termodinamika menyatakan bahwa jumlah total energy sebuah system termodinamika selalu tetap, meskipun energy dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk energy yang lain. Ini lah prinsip konservasi energy. 

Hukum kedua termodinamika menyatakan bahwa panas tidak akan pernah secara spontan berpindah dari benda yang bersuhu rendah ke benda yang bersuhu tinggi. Kedua hukum termodinamika ini jika digabungkan akan menghasilkan kesimpulan bahwa sepanjang waktu sebuah system tertutup memiliki jumlah energy yang tetap, dan distribusi dari energy tersebut semakin merata di seluruh bagian system. Itu lah yang disebut proses entropi.

entropi-kis-5c07644f12ae94030c62c343.jpg

Dengan kata lain prinsip tersebut menyatakan bahwa system tertutup, termasuk alam, akan menuju pada kondisi ketidakteraturan atau menjadi semakin tidak teratur. Semakin tidak teratur berarti semakin tinggi nilai entropinya. Selanjutnya, Setiap benda karena entropinya meningkat dengan cepat secara alamiah akan menuju pada pembusukan. Untuk mencegah aga "r" entropi suatu system tidak meningkat dengan cepat, maka diperlukan usaha manusia melalui aplikasi ilmu dan teknologi.

Di dalam kondisi batas yang ditetapkan oleh hukum termodinamika, terdapat kebebasan pada lintasan entropi. Meskipun entropi bertambah, proses penambahannya dapat menempuh beberapa lintasan berbeda. Karenanya proses entropi tidak dapat dipastikan. Fakta utamanya adalah bahwa entropi harus bertambah dari periode waktu ke periode berikutnya. Ini adalah proses akumulatif yang tidak dapat dibatalkan atau ditarik kembali yang menunjukan peluruhan.

Mengatakan bahwa penambahan entropi tidak dapat dibatalkan atau ditarik kembali tidak sama dengan mengatakan bahwa proses entropi tidak dapat dibalikkan. Sebuah system fisis yang terbuka akan mungkin mengalami penurunan entropi dalam periode waktu tertentu.

Contohnya tumbuhan sebagai sebuah system fisis yang terbuka, tumbuhan mengkonsumsi energy  dan mineral dari system fisis eksternal yaitu lingkungan sekitarnya. 

Dengan cara ini tumbuhan menciptakan struktur dengan derajat keteraturan yang lebih tinggi  dalam bentuk buah-buahan. Demikian pula seorang tukang bangunan mengkonsumsi energy dan material untuk membangun bangunan. Dalam dua contoh itu terjadi pengurangan entropi. 

Namun karena kedua proses tersebut mengkonsumsi energy dan material dari luar, maka entropi system fisis eksternal akan mengalami penambahan entropi, sebab semakin terjadi ketidakteraturan. Hukum entropi mengatakan bahwa apabila system internal dan eksternal digabungkan, jumlah total entropi harus terus meningkat. 

Dengan demikian hukum entropi tetap absah. Jadi kalau semisal dua Divisi/bidang di gabung, jumlah total entropi pasti meningkat ya, tidak boleh tidak, kecuali kalau di buat-buat datanya hehe.

https://id.quora.com

Meskipun entropi total system selalu meningkat (artinya menuju ketidakteraturan), namun laju peningkatannya bervariasi dari system ke sistem. Buah dan sayur memiliki laju peningkatan entropi yang lebih besar dari bangunan. 

Bangunan memiliki laju entropi yang lebih tinggi dibanding mineral di perut bumi. Sebab fakta menunjukan bahwa buah busuk dalam beberapa hari setelah dipetik, bangunan rusak setelah beberapa puluh tahun, dan mineral berubah setelah ribuan tahun. Inilah Hakikat sebuah entropi.

Kehidupan yang berstruktur mempertahankan dirinya dengan mengkonsumsi energy berentropi rendah dan mengubahnya menjadi berentropi lebih tinggi plus kenikmatan hidup. 

Tumbuhan menyerap energy dari mineral dari dalam tanah yang berentropi rendah untuk menghasilkan daun segar dan buah. Kemudian kita memakannya dengan entropi yang lebih tinggi sebagai sumber energy. Ini berjalan alamiah. 

Bila prinsip ini terganggu misalnya manusia menggali tambang secara membabi buta maka tanah akan rusak, tak ada tanaman yang bisa tumbuh di sana, maka akhirnya rusaklah lingkungan dan manusia menderita. Sama dengan organisasi kita jika tidak dikelola dengan prinsip pembangunan berkelanjutan (entropi rendah) maka kita bisa menebak hasil akhirnya. (KIS)