BAB II PEMBAHASAN. Dalam statistik Maxwell- Boltzman, ada dua ciri- ciri yang digunakan:

dokumen-dokumen yang mirip
BAB II PEMBAHASAN. 1

BAB II KEADAAN FERMI DIRAC

METODE NUMERIK JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA 7/4/2012 SUGENG2010. Copyright Dale Carnegie & Associates, Inc.

B a b 1 I s y a r a t

BAB III TAKSIRAN KOEFISIEN KORELASI POLYCHORIC DUA TAHAP. Permasalahan dalam tugas akhir ini dibatasi hanya pada penaksiran

BAB II LANDASAN TEORI. matematika secara numerik dan menggunakan alat bantu komputer, yaitu:

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Model Sistem dalam Persamaan Keadaan

Bab 3 Metode Interpolasi

Statistika Matematika. Soal dan Pembahasan. M. Samy Baladram

Bab 7 Penyelesaian Persamaan Differensial

BARISAN TAK HINGGA DAN DERET TAK HINGGA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. dengan asumsi bahwa telah diketahui bentuk fungsi regresinya. atau dalam bentuk matriks dapat ditulis dengan:

Pendugaan Selang: Metode Pivotal Langkah-langkahnya 1. Andaikan X1, X

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II LANDASAN TEORI

LANDASAN TEORI. Secara umum, himpunan kejadian A i ; i I dikatakan saling bebas jika: Ruang Contoh, Kejadian, dan Peluang

Selang Kepercayaan (Confidence Interval) Pengantar Penduga titik (point estimator) telah dibahas pada kuliah-kuliah sebelumnya. Walau statistikawan

Hendra Gunawan. 12 Februari 2014

BAB VIII KONSEP DASAR PROBABILITAS

TINJAUAN PUSTAKA Pengertian

REGRESI LINIER DAN KORELASI. Variabel bebas atau variabel prediktor -> variabel yang mudah didapat atau tersedia. Dapat dinyatakan

Fungsi Kompleks. (Pertemuan XXVII - XXX) Dr. AZ Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Distribusi Pendekatan (Limiting Distributions)

III PEMBAHASAN. λ = 0. Ly = 0, maka solusi umum dari persamaan diferensial (3.3) adalah

BAB 2 LANDASAN TEORI

Program Perkuliahan Dasar Umum Sekolah Tinggi Teknologi Telkom. Barisan dan Deret

An = an. An 1 = An. h + an 1 An 2 = An 1. h + an 2... A2 = A3. h + a2 A1 = A2. h + a1 A0 = A1. h + a0. x + a 0. x = h a n. f(x) = 4x 3 + 2x 2 + x - 3

TUGAS ANALISIS REAL LANJUT. a b < a + A. b + B < A B.

HUBUNGAN ANTARA KONVERGEN HAMPIR PASTI, KONVERGEN DALAM PELUANG, DAN KONVERGEN DALAM SEBARAN

BARISAN DAN DERET. Nurdinintya Athari (NDT)

BAB 2 LANDASAN TEORI

BAB VI BARISAN TAK HINGGA DAN DERET TAK HINGGA

BAB III PERUMUSAN PENDUGA DAN SIFAT SIFAT STATISTIKNYA

BAB V. INTEGRAL. Lambang anti-turunan (integral tak-tentu) oleh Leibniz adalah... dx, sehingga

Metode Statistika STK211/ 3(2-3)

Oleh : Bambang Supraptono, M.Si. Referensi : Kalkulus Edisi 9 Jilid 1 (Varberg, Purcell, Rigdom) Hal

BAB VII RANDOM VARIATE DISTRIBUSI DISKRET

Gambar 1. Partisi P dari empat persegi panjang R = [a, b] x [c, d] adalah dua himpunan i i

9 Departemen Statistika FMIPA IPB

Probabilitas dan Statistika Teorema Bayes. Adam Hendra Brata

Definisi Integral Tentu

I. DERET TAKHINGGA, DERET PANGKAT

DISTRIBUSI SAMPLING (Distribusi Penarikan Sampel)

Kalkulus Rekayasa Hayati DERET

Penyelesaian Persamaan Non Linier

Galat dan Perambatannya

SEBARAN t dan SEBARAN F

PENERAPAN TEOREMA TITIK TETAP UNTUK MENUNJUKKAN ADANYA PENYELESAIAN PADA SISTEM PERSAMAAN LINEAR

BAB III PEMBAHASAN. Pada BAB III ini akan dibahas mengenai bentuk program linear fuzzy

Solusi Pengayaan Matematika

POSITRON, Vol. II, No. 2 (2012), Hal. 1-5 ISSN : Penentuan Energi Osilator Kuantum Anharmonik Menggunakan Teori Gangguan

PENERAPAN TEOREMA TITIK TETAP UNTUK MENUNJUKKAN ADANYA PENYELESAIAN PADA SISTEM PERSAMAAN LINEAR

Teorema Nilai Rata-rata

BAB I PENDAHULUAN. Integral adalah salah satu konsep penting dalam Matematika yang

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

KALKULUS 4. Dra. D. L. Crispina Pardede, DEA. SARMAG TEKNIK MESIN

Studi Plasma Immersion Ion Implantation (PIII) dengan menggunakan Target Tak Planar

KELUARGA EKSPONENSIAL Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Statistika Inferensial Dosen Pengampu: Nendra Mursetya Somasih Dwipa, M.Pd

BAB 5 OPTIK FISIS. Prinsip Huygens : Setiap titik pada muka gelombang dapat menjadi sumber gelombang sekunder. 5.1 Interferensi

PENGUJIAN HIPOTESIS. Atau. Pengujian hipotesis uji dua pihak:

UKURAN PEMUSATAN DATA

Himpunan/Selang Kekonvergenan

Aji Wiratama, Yuni Yulida, Thresye Program Studi Matematika Fakultas MIPA Universitas Lambung Mangkurat Jl. Jend. A. Yani km 36 Banjarbaru

Bab 8 Teknik Pengintegralan

mempunyai sebaran yang mendekati sebaran normal. Dalam hal ini adalah PKM (penduga kemungkinan maksimum) bagi, ˆ ˆ adalah simpangan baku dari.

An = an. An 1 = An. h + an 1 An 2 = An 1. h + an 2... A2 = A3. h + a2 A1 = A2. h + a1 A0 = A1. h + a0. x + a 0. x = h a n. f(x) = 4x 3 + 2x 2 + x - 3

JURNAL MATEMATIKA DAN KOMPUTER Vol. 6. No. 2, , Agustus 2003, ISSN : METODE PENENTUAN BENTUK PERSAMAAN RUANG KEADAAN WAKTU DISKRIT

BAB I KONSEP DASAR PERSAMAAN DIFERENSIAL

ISIAN SINGKAT! 1. Diberikan hasil kali digit digit dari n harus sama dengan 25

Distribusi Sampling (Distribusi Penarikan Sampel)

III PERBANDINGAN MODEL-MODEL BINOMIAL. : harga saham : tingkat harapan pendapatan. yaitu

Secara umum, suatu barisan dapat dinyatakan sebagai susunan terurut dari bilangan-bilangan real:

Mekanika Fluida II. Aliran Berubah Lambat

Statistika dibagi menjadi dua, yaitu: 1. Statistika Deskriftif 2. Statistik Inferensial Penarikan kesimpulan dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu:

BAB 6. DERET TAYLOR DAN DERET LAURENT Deret Taylor

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

SISTEM PERSAMAAN LINEAR PADA ALJABAR MIN-PLUS

SISTEM PERSAMAAN LINEAR PADA ALJABAR MIN-PLUS. Abstrak

BAB 2 LANDASAN TEORI

4.7 TRANSFORMASI UNTUK MENDEKATI KENORMALAN

TURUNAN FUNGSI. Definisi. 3.1 Pengertian Turunan Fungsi. Turunan fungsi f adalah fungsi f yang nilainya di c adalah. asalkan limit ini ada.

BAB 3 METODE PENELITIAN

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

5. KARAKTERISTIK RESPON

INTEGRAL CONTOUR. 2. Fungsi f tetap, C dipandang sebagai variabel

BAB 6: ESTIMASI PARAMETER (2)

PERTEMUAN 13. VEKTOR dalam R 3

JURNAL MATEMATIKA DAN KOMPUTER Vol. 7. No. 1, 31-41, April 2004, ISSN :

TRANSFORMASI BOX-COX PADA ANALISIS REGRESI LINIER SEDERHANA

Persamaan Non-Linear

B A B 7 DIFERENSIASI DAN INTEGRASI NUMERIK

MINGGU KE-12 TEOREMA LIMIT PUSAT DAN TERAPANNYA

BAB 1 PENDAHULUAN. dimana f(x) adalah fungsi tujuan dan h(x) adalah fungsi pembatas.

BAB II LANDASAN TEORI. Dalam tugas akhir ini akan dibahas mengenai penaksiran besarnya

BAB I PENDAHULUAN. Matematika merupakan suatu ilmu yang mempunyai obyek kajian

1200 (0,535) (0,465) (1200 1).0,05 + (0,535) (0,465)

Distribusi Sampel, Likelihood dan Penaksir

Masih ingat beda antara Statistik Sampel Vs Parameter Populasi? Perhatikan tabel berikut: Ukuran/Ciri Statistik Sampel Parameter Populasi.

Kata kunci : termodinamika kuantum, mesin panas kuantum, efisiensi

Transkripsi:

BAB II PEMBAHASAN A. Keadaa Makro da Keadaa Mikro Masalah utama yag dihadapi dalam mekaika statistik adalah meetuka sebara yag mugki dari partikel- partikel kedalam tigkat- tigkat eergi da keadaa- keadaa atau status eergi. Ricia sebara partikel ii sagat tergatug pada apakah partikelpartikel itu terbedaka atau tidak terbedaka. Spesifikasi jumlah partikel kedalam tigkattigkat eergy dega tidak meghirauka apakah partikel- partikel itu terbedaka atau tidak, disebut keadaa makro ( macrostate ) dari suatu sistem. Setiap keadaa makro dapat dirici lagi mejadi keadaa- keadaa mikro, tergatug kepada apakah partikel- partikel tersebut terbedaka atau tidak, da apakah masig- masig tigkat eergy tergeerasi atau tidak. Keadaa mikro dapat dipadag sebagai satu hasil pemotreta dimaa data legkap posisi da kecepata setiap molekul diketahui. Jika pada berbagai titik waktu dilakuka pemoterta, maka setiap hasil pemotreta ii adalah satu keadaa mikro. Jumlah keadaa mikro utuk setiap keadaa makro k, disebut peluag termodiamika, yag disimbolka dega W k, sedagka peluag termodiamika system adalah jumlah semua peluag termodiamika tiap- tiap keadaa makro, yag biasa dirumuska sebagai berikut Ω = k W k Dalam statistik Maxwell- Boltzma, ada dua ciri- ciri yag diguaka: 1. Partikel- partikel dalam sistem dibedaka 2. Setiap keadaa eergi dapat diisi oleh lebih dari satu partikel Cotoh: 1. Suatu system terdiri dari tiga partikel berbeda, misalya a, b da c, yag tersebar kedalam dua tigkat eergi, ε 1 da ε 2. Jika system tidak tergeerasi, atau jumlah keadaa utuk tiap tigkat eergy adalah satu, maka: a. Tujuka keadaa makro yag mugki b. Tujuka keadaa mikro utuk setiap keadaa makro 1

c. Tetuka peluag termodiamika utuk setiap keadaa makro d. Tetuka peluag termodiamik system Jawab : Dega misalka N 1 da N 2 adalah jumlah partikel utuk masig- masig tigkat eergi, maka masalah ii dapat diselesaika dega cara berikut: a. Keadaa- keadaa makro yag mugki N 1 3 2 1 0 N 2 0 1 2 3 Terlihat bahwa terdapat empat keadaa makro b. Keadaa- keadaa mikro utuk setiap keadaa makro Keadaa makro N 1 3 keadaa- keadaa mikro abc N 2 2 N 2 2 bc Ac ab N 1 1 a B C N 2 1 N 1 2 a bc.b ac A ab N 2 0 N 1 3 abc c. Peluag termodiamika dapat kita lihat utuk setiap keadaa makro, sehigga diperoleh : W 1 = 1, W 2 = 3, W 3 = 3, da W 4 = 1 d. Peluag termodiamika system adalah : 2

Ω = W 1 + W 2 + W 3 + W 4 = 1 + 3 + 3 + 1 = 8 Berdasarka cotoh diatas, secara umum peluag termodiamika utuk setiap keadaa makro, dapat dirumuska sebagai berikut: W = N1+N2 N1!N2! = B. Distribusi Maxwell Boltzma N! N1!N2!.Na! Turua fugsi distribusi Maxwell Boltzma W = N! N1!N2!...N q 1 N1 q 2 N2.. q N W = N! π i = 1 q1n1 N1! Hubuga etropi S terhadap peluag termodiamika W S = K l W L W = L [N! π i = 1 q1n1 N1! ] = L N! + L q i Ni - L Ni! = L N! + Ni Lq i - L Ni! Dega megguaka pedekata stirlig: L N! = N l N N L W = l N! + Ni l q i - l Ni + Ni N = = N l N N + Ni l q i - l Ni + N = N l N + Ni l q i + Ni l Ni i=1 Ni d = i=1 dni Utuk memperoleh L W maksimum, turua pertama L W terhadap Ni haruslah 0. dn L W dni = d [ N L N+ Ni L qi Ni L Ni ] dni = l q i - l Ni = d L W [l q i - l Ni] dni eegi dalam u : u = i=1 Ni εi ~> du = i=1 εi dni= 0 3

Metode lagrage : d l W + α d + β du = 0 [ l q i - l Ni ]dni + α i=1 dni + β i=1 Ni εi dni = 0 [ l q i l Ni ] dni = - [α + β εi ] = 0 L qi Ni = - ( α + β εi ) qi ( α + β εi ) = e- Ni Ni = q i / e - ( α + β εi ) Ni = q i exp ( α + β εi ) Ni = q i exp ( α + β εi ) N = e α q i exp β εi N = e α. z ~ > e α q i exp β εi = z N = N z Ni = q i exp β εi = e α q i exp β εi Ni = N z q i exp β εi Ni Ni = q i exp β εi z Subtitusika kepersamaa l W L W = N l N + Ni l q i + Ni l Ni Ni l Ni = N l N + Ni l q i + l W = N l N + Ni l q i - N l N - Ni l q i + Ni l Ni = Ni l Ni Ni l Ni = Ni l [ N z q i exp β εi ] = Ni l Ni + Ni l Ni + Ni l exp β εi - Ni l z = Ni l Ni + Ni l q i + Ni εi l exp β - Ni l z = N l N + Ni l q i + uβ - N l z Subtitusika lagi ke persamaa l W L W = N l N + Ni l q i - Ni l q i = N l N + Ni l q i - N l N - Ni l q i - uβ + N l z 4

= N l z βu Dalam termodiamika hubuga u, T, P, S yaitu du = T. ds- Pdv maka : [ ds du ] v = 1 T S = k l w = k [N l z βu ] = k N l z- k βu ds du = d [k N l z - k βu ] du = - k β ds du = - k β - k β = 1 T jadi, β = - 1 kt Ni = N z q i exp β εi = N z q i exp - εi kt C. Ruag Fasa Pada umumya sistem dalam mekaika statistic tersusu dari partikel- partikel tuggal yag tidak salig beriteraksi. Sebetulya, keadaa sistem setiap saat ditetuka oleh posisi da mometum atau kecepata masig masig partikel. Jadi keadaa sebuah partikel didefiisika dega tepat oleh eam koordiat, yaitu x, y, z da p x, p y, p z yag disebut ruag fasa. Pada ruag fasa, utuk partikel yag mempuyai posisi da mometumya atara x da x + dx; y da y + dy ; z da z + dz serta p x da p x +dp x ; p y da p y + dp y ; p z da p z + dp z, adalah : dt = dx dy dz p x p y p z eergi kietik sebuah partikel yag terletak dalam eleme dt adalah: ε = px2 + py2 + pz2 2m ~> eergi dalam ruag fasa 5

ε = eergi kietik Ek = ½ mv 2 = ½ m ( p/m ) 2 = ½ m p 2 ~> p 2 = p x 2 + p y 2 + p z 2 = px2 + py2 + pz2 2m dt = eleme volume dt = vp dx dy dz dx dy dz = v v v 4πp 2 = vp P da p + dp dt = vp v = vp. v dt = 4πp 2 dp v dx dy dz hubuga atara ε da p ε = ½ p 2 p 2 = 2m p = ε 2m dp = (ε 2m ) -½ dp = 1 2 ε 2m ε dp = ½ ( 2 ) -1/2 m -1/2 ε -1/2 = ½ 2m -2/2 ε -1/2 dt ( j ) = 4πp 2 dpv = 4π ε2m. ½ ( 2m ) -1 ε -1/2 ( dt ) j qj = B ( dt ). j = B 4π ε 2m. ½ ( 2m ) -1 ε -1/2 6

Sehigga, qj = B ( dt ) D. Peerapa Statistik Maxwell Boltzma Satu hal yag masih meggajal kita dalam usaha meghububugka termodiamika dega fisika statistik adalah besara k, yaki: S= k l W Fugsi partisi partikel ii adalah i=l Z= exp x y 2( ε i kt ) Dega ε i: ε( x y z )= h 2 1/2 ( 2 + 2mV 2/3 x 2 2 y + z ) Jadi pejumlaha dilakuka terhadap tiga variabel, masig masig -~ da ~, utuk volume yag cukup besar maka: h 2 1/2 2mV2/3 Mejadi sagat kecil, sehigga pejumlaha terhadap x, misalya bisa digati dega itegral: agar lebih mudah maka misalka : q x = h 2 2mV 2/3 1/2 x da dega meerapka cara yag sama terhadap x da z diperoleh fugsi Z yaitu: Z=A ~ ~ dq ~ x dq ~ y dq ~ ~ z exp q x 2+ q 2 y + q z. kt 2 Dimaa A= 2mV2/3 h 2 3/2 Setelah dilakuka peghituga secara itegral maka: Z=V 2πmkT h 2 3/2 7

Jika F adalah fugsi eergi bebas helmholtz, maka: df=du tds- SdT Tds=dU+PdV Diperoleh: Df=-PdV-SdT df dv T = - p, df dt T = - S Jika disubtitusika persamaa : F=NkT l Z,KK Dega demikia diperoleh: -P = { f } T = - NkT v v Pv = NKT 8