Assalamu Alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Selamat datang di website mafiaisrul.blogspot.com kali ini kita akan membahas sedikit tentang Sejarah Ditemukannya Istilah Entropi. Nah berikut penjelasan singkatnya…
SEJARAH DITEMUKANNYA ISTILAH ENTROPI
Konsep entropi dikembangkan sebagai tanggapan terhadap pengamatan bahwa sejumlah energi fungsional yang dilepaskan dari reaksi pembakaran selalu hilang karena disipasi atau gesekan dan karenanya tidak diubah menjadi pekerjaan yang bermanfaat.
Mesin bertenaga panas awal seperti Thomas savery (1698), mesin newcomen (1712) dan roda tiga uap cugnot (1769) tidak efisien, mengubah kurang dari dua persen energi input menjadi output kerja yang berguna ; banyak energi bermanfaat dihamburkan atau hilang. Selama dua abad berikutnya, fisikawan menyelidiki teka-teki energi yang hilang ini, hasilya adalah konsep entropi.
Sejak pertengahan abad ke-20 konsep entropi telah menemukan aplikasi di bidang teori informasi , menggambarkan hilangnya data secara analog dalam sistem transmisi informasi.
Pada 1803, ahli matematika Lazare Carnot menerbitkan sebuah karya berjudul Prinsip-Prinsip Mendasar dari Keseimbangan dan Gerakan . Pekerjaan ini mencakup diskusi tentang efisiensi mesin dasar, yaitu katrol dan bidang miring. Lazare Carnot melihat melalui semua rincian mekanisme untuk mengembangkan diskusi umum tentang konservasi energi mekanik. Selama tiga dekade berikutnya, teorema Lazare Carnot diambil sebagai pernyataan bahwa dalam mesin apa pun akselerasi dan guncangan pada bagian yang bergerak semuanya merupakan kehilangan momen aktivitas , yaitu pekerjaan yang bermanfaat yang dilakukan. Dari sini Lazare menarik kesimpulan bahwa gerakan abadi tidak mungkin. Hilangnya momen aktivitas ini merupakan pernyataan dasar hukum termodinamika kedua yang pertama dan konsep 'transformasi-energi' atau entropi , yaitu energi yang hilang karena disipasi dan gesekan.
Lazare Carnot meninggal di pengasingan pada tahun 1823. Selama tahun berikutnya putra Lazare, Sadi Carnot , setelah lulus dari sekolah pelatihan École Polytechnique untuk para insinyur, tetapi sekarang hidup dengan bayaran setengah dengan saudaranya Hippolyte di sebuah apartemen kecil di Paris, menulis Refleksi pada Motif Kekuatan Api . Dalam buku ini, Sadi memvisualisasikan mesin ideal di mana setiap panas (yaitu, kalori ) diubah menjadi kerja, dapat dipulihkan dengan membalikkan gerakan siklus, sebuah konsep yang kemudian dikenal sebagai reversibilitas termodinamika . Membangun di atas karya ayahnya, Sadi mendalilkan konsep bahwa "sejumlah kalori selalu hilang" dalam konversi menjadi pekerjaan, bahkan dalam mesin panas yang dapat diidealkan yang ideal, yang tidak termasuk kerugian gesekan dan kerugian lainnya karena ketidaksempurnaan mesin yang sebenarnya. Dia juga menemukan bahwa efisiensi ideal ini hanya bergantung pada suhu reservoir panas di mana mesin bekerja, dan bukan pada jenis cairan yang bekerja. Setiap mesin panas nyata tidak dapat mewujudkan reversibilitas siklus Carnot , dan dikutuk menjadi lebih tidak efisien. Hilangnya kalori yang dapat digunakan ini adalah bentuk pendahuluan dari peningkatan entropi seperti yang kita kenal sekarang. Meskipun dirumuskan dalam istilah kalori, bukan entropi, ini adalah wawasan awal tentang hukum kedua termodinamika .
PENCETUS KONSEP ENTROPI
Rudolf Clacius
Dalam memoarnya tahun 1854, Clausius pertama kali mengembangkan konsep kerja interior , yaitu "yang mana atom-atom tubuh saling berikan", dan karya eksterior , yaitu bahwa "yang muncul dari pengaruh asing [ke mana tubuh dapat diekspos ", yang dapat bekerja pada benda kerja fluida atau gas, biasanya berfungsi untuk bekerja piston. Dia kemudian membahas tiga kategori di mana panas Q dapat dibagi:
1. Panas yang digunakan dalam meningkatkan panas sebenarnya ada dalam tubuh.
2. Panas digunakan dalam menghasilkan karya interior.
3. Panas digunakan dalam menghasilkan karya eksterior.
Mengembangkan logika ini, dan mengikuti presentasi matematis dari teorema fundamental pertama , Clausius kemudian mempresentasikan formulasi matematis entropi yang pertama kali, meskipun pada titik ini dalam pengembangan teorinya ia menyebutnya "nilai kesetaraan", mungkin merujuk pada konsep setara mekanik panas yang berkembang pada saat itu daripada entropi, sebuah istilah yang mulai digunakan kemudian. Ia menyatakan :
Teorema fundamental kedua dalam teori mekanis panas dapat dinyatakan:
Jika dua transformasi yang tanpa memerlukan perubahan permanen lainnya, dapat saling menggantikan satu sama lain, disebut setara, maka generasi kuantitas panas Q dari pekerjaan pada suhu T , memiliki nilai ekivalensi:
Q/T
dan berlalunya jumlah panas Q dari suhu T1 dan T2 , memiliki nilai ekivalensi :
Q ( 1/T2 - 1/T1 )
Dimana T adalah fungsi dari temperatur, tidak tergantung pada sifat proses dimana transformasi dilakukan.
Dalam termonologi modren, kita menganggap nilai ekivalensi ini sebagai ‘’entropi’’, dilambangkan oleh S. jadi dengan menggunakan uraian di atas, kita dapt menghitung perubahan entropi delta S untuk lewatnya jumlah panas Q dari suhu T1 , melalui benda kerja fluida, yang biasanya merupakan badan dari kukus, hingga suhu T2 seperti ditunjukan di bawah ini:
Diangram mesin panas sadi carnot, 1824
Jika kami membuat tugas :
S = Q/T
Kemudian, perubahan entropi atau nilai ekivalensi untuk transformasi ini adalah:
ΔS = Sfinal - Sinitial yang sama dengan : ΔS = ( Q/T2 - Q/T1)
Dan dengan memperhitungkan Q, kita memiliki bentuk berikut, seperti yang diturunkan oleh Clausius:
ΔS = Q ( 1/T2 - 1/T1)
Entropi analog ke termodinamika adalah entropi informasi . Pada tahun 1948, ketika bekerja di Bell Telephone Laboratories, insinyur listrik Claude Shannon mulai menghitung secara statistik sifat statistik dari "informasi yang hilang" dalam sinyal saluran telepon. Untuk melakukan ini, Shannon mengembangkan konsep yang sangat umum dari entropi informasi , landasan mendasar dari teori informasi . Meskipun ceritanya bervariasi, pada awalnya tampaknya Shannon tidak terlalu menyadari kesamaan antara kuantitas barunya dan pekerjaan sebelumnya dalam termodinamika. Namun, pada tahun 1939, ketika Shannon telah mengerjakan persamaannya untuk beberapa waktu, ia kebetulan mengunjungi ahli matematika John von Neumann . Selama diskusi mereka, mengenai apa yang seharusnya Shannon sebut sebagai "ukuran ketidakpastian" atau pelemahan dalam sinyal saluran telepon dengan mengacu pada teori informasi barunya, menurut satu sumber:
Kekhawatiran terbesar saya adalah apa sebutannya. Saya berpikir untuk menyebutnya 'informasi', tetapi kata itu terlalu sering digunakan, jadi saya memutuskan untuk menyebutnya 'ketidakpastian'. Ketika saya membahasnya dengan John von Neumann, dia punya ide yang lebih baik. Von Neumann mengatakan kepada saya, 'Anda harus menyebutnya entropi, karena dua alasan: Pertama-tama fungsi ketidakpastian Anda telah digunakan dalam mekanika statistik dengan nama itu, sehingga sudah memiliki nama. Di tempat kedua, dan yang lebih penting, tidak ada yang tahu apa itu entropi sebenarnya, jadi dalam debat Anda akan selalu mendapat keuntungan.
Menurut sumber lain, ketika von Neumann bertanya kepadanya bagaimana ia melanjutkan teori informasinya, Shannon menjawab:
Teorinya dalam kondisi sangat baik, kecuali bahwa ia membutuhkan nama baik untuk "informasi yang hilang". "Mengapa kamu tidak menyebutnya entropi", von Neumann menyarankan. "Di tempat pertama, perkembangan matematika sangat mirip dengan Anda sudah ada dalam mekanika statistik Boltzmann, dan di tempat kedua, tidak ada yang mengerti entropi dengan sangat baik, sehingga dalam setiap diskusi Anda akan berada dalam posisi yang menguntungkan.
Pada tahun 1948, Shannon menerbitkan makalah seminalinya, A Mathematical Theory of Communication , di mana ia mengabdikan bagian untuk apa yang ia sebut Pilihan, Ketidakpastian, dan Entropi. Di bagian ini, Shannon memperkenalkan fungsi H dari bentuk berikut:
H = -K 
p(i)log p(i),
di mana K adalah konstanta positif. Shannon kemudian menyatakan bahwa "jumlah apa pun dari bentuk ini, di mana K hanya merupakan pilihan unit pengukuran, memainkan peran sentral dalam teori informasi sebagai ukuran informasi, pilihan, dan ketidakpastian." Kemudian, sebagai contoh bagaimana ungkapan ini berlaku di sejumlah bidang yang berbeda, ia merujuk Prinsip Toleran Mekanika Statistik RC Tolman 1938, yang menyatakan bahwa "bentuk H akan diakui sebagai entropi sebagaimana didefinisikan dalam formulasi mekanika statistik tertentu di mana p i adalah probabilitas suatu sistem berada dalam sel i dari ruang fase-nya ... H kemudian, misalnya, H dalam teorema H Boltzmann yang terkenal. " Dengan demikian, selama lima puluh tahun terakhir, sejak pernyataan ini dibuat, orang telah tumpang tindih dua konsep atau bahkan menyatakan bahwa mereka persis sama.
Entropi informasi Shannon adalah konsep yang jauh lebih umum daripada entropi termodinamika statistik. Entropi informasi hadir setiap kali ada jumlah yang tidak diketahui yang dapat dijelaskan hanya dengan distribusi probabilitas. Dalam serangkaian makalah oleh ET Jaynes mulai tahun 1957, entropi termodinamika statistik dapat dilihat hanya sebagai aplikasi tertentu dari entropi informasi Shannon terhadap probabilitas keadaan mikro tertentu dari suatu sistem yang terjadi untuk menghasilkan suatu tertentu macrostate.
Sekian artikel hari ini semoga bermanfaat, dan mohon maaf bila terdapat kesalahan dalam penulisan artikel kami. Jangan lupa share ke teman-teman kalian ya,,, terima kasih.
Salam hangat
penulis
