FUNGSI-FUNGSI TERMODINAMIKA SISTEM PARAFERMI ORDE DUA

dokumen-dokumen yang mirip
DISTRIBUSI FUNGSI PARASTATISTIK : TINJAUAN SIFAT-SIFAT TERMODINAMIKA

BAB III PEMODELAN SISTEM DINAMIK PLANT. terbuat dari acrylic tembus pandang. Saluran masukan udara panas ditandai dengan

VIII. Termodinamika Statistik

PENGGUNAAN METODE HOMOTOPI PADA MASALAH PERAMBATAN GELOMBANG INTERFACIAL

T 21 Penentuan Variabel Ekstensif Ekonomi Melalui Model Termodinamika Dengan Simulasi Statistika Fuzzy (1,1)

MATRIKS DALAM LABORATORIUM oleh : Sugata Pikatan

INSTANTON. Casmika Saputra Institut Teknologi Bandung

ANALISIS HOMOTOPI DALAM PENYELESAIAN SUATU MASALAH TAKLINEAR

Persamaan Schrödinger dalam Matriks dan Uraian Fungsi Basis

n i,n,v = N (1) i,n,v Kedua, untuk nilai termperatur tertentu, terdapat energi rerata n i,n,v E i = N < E i >= N U (2) V i,n,v n i,n,v N = N N (3)

TERMODINAMIKA TEKNIK II

BAB III METODE BEDA HINGGA CRANK-NICOLSON

Getaran adalah gerakan bolak-balik dalam suatu interval waktu tertentu. Getaran berhubungan dengan gerak osilasi benda dan gaya yang berhubungan

Ensembel Kanonik Klasik

FUNGSI-FUNGSI TERMODINAMIKA SISTEM STATISTIKA FUZZY

Sistem Linear Max-Plus Interval Waktu Invariant

GETARAN PEGAS SERI-PARALEL

PETUNJUK UMUM Pengerjaan Soal Tahap Final Diponegoro Physics Competititon Tingkat SMA

2.11 Penghitungan Observabel Sebagai Rerata Ensambel

III HASIL DAN PEMBAHASAN

BABAK PENYISIHAN SELEKSI TINGKAT PROVINSI BIDANG KOMPETISI

Teori Ensambel. Bab Rapat Ruang Fase

HUBUNGAN ALJABAR TRILINIER UMUM OPERATOR KREASI DAN ANIHILASI DENGAN TIPE SIMETRI KEADAAN KUANTUM MULTIPARTIKEL IDENTIK TAK TERBEDAKAN

SOAL UJIAN SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2013 TINGKAT PROPINSI

Ensembel Grand Kanonik Klasik. Part-2

Ensembel Grand Kanonik Klasik. Part-2

FISIKA. Sesi GELOMBANG CAHAYA A. INTERFERENSI

2.7 Ensambel Makrokanonik

Penentuan Akar-Akar Sistem Persamaan Tak Linier dengan Kombinasi Differential Evolution dan Clustering

BAB IV ANALISIS HASIL PENGUKURAN

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia

Penentuan Jumlah, Lokasi dan Cakupan Distribusi Gudang Produk Air Minum Dalam Kemasan Jenis Gelas (Studi Kasus di PT. Dzakiya Tirta Utama)

Analisis Pengaruh Pipa Kapiler yang Dililitkan pada Line Suction Terhadap Performansi Mesin Pendingin 1)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Kajian Fisis pada Gerak Osilasi Harmonis

BAB 3 ANALISIS DAN SIMULASI MODEL HODGKIN-HUXLEY

Chap. 8 Gas Bose Ideal

Kajian Fisis pada Gerak Osilasi Harmonis

Soal Seleksi Provinsi 2009 Bidang studi Fisika Waktu: 3 jam

Gerak Harmonik Sederhana Pada Ayunan

Perbandingan Bilangan Dominasi Jarak Satu dan Dua pada Graf Hasil Operasi Comb

Perhitungan Tahanan Kapal dengan Metode Froude

FI-5002 Mekanika Statistik SEMESTER/ Sem /2017 PR#1 : Review of Thermo & Microcanonical Ensemble Dikumpulkan :

BAB III UJI STATISTIK PORTMANTEAU DALAM VERIFIKASI MODEL RUNTUN WAKTU

KAJIAN PERBANDINGAN KINERJA GRAFIK PENGENDALI CUMULATIVE SUM

BAB III ESTIMASI PARAMETER PADA MODEL REGRESI LOGISTIK 2-LEVEL. Model hirarki 2-level merupakan model statistik yang digunakan untuk

DISTRIBUSI DUA PEUBAH ACAK

BENTUK NORMAL SMITH DAN MATRIKS BAIK KIRI/KANAN

LEMBAR SOAL UJIAN SEKOLAH TAHUN PELAJARAN 2008/2009

Ensembel Grand Kanonik (Kuantum) Gas IDeal

ANALISA KELAKUAN PARTIKEL BERDASARKAN STATISTIK MAXWELL-BOLZTMANN BOSE-EINSTEIN DAN FERMI-DIRAC SKRIPSI. Rio Tambunan

HUBUNGAN ANTARA KECEPATAN, VOLUME DAN KEPADATAN LALU LINTAS RUAS JALAN SILIWANGI SEMARANG

LEMBAR SOAL UJIAN SEKOLAH TAHUN PELAJARAN 2008/2009

BAB I PENDAHULUAN. segi kuantitas dan kualitasnya. Penambahan jumlah konsumen yang tidak di ikuti

DIAGRAM FASE SISTEM SPIN ISING ANTIFEROMAGNET PADA JARINGAN KOMPLEKS

BAB II PENYEARAH DAYA

MODEL PERTUMBUHAN EKONOMI DUA DAERAH DAN SIMULASI EFEK PERUBAHAN PARAMETERNYA

PENJUMLAHAN MOMENTUM SUDUT

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: ( Print) B-95

FAMILI BARU DARI METODE ITERASI ORDE TIGA UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR DENGAN AKAR GANDA ABSTRACT

KARAKTERISTIK WATER CHILLER

Studi Eksperimen Pengaruh Alur Permukaan Sirip pada Sistem Pendingin Mesin Kendaraan Bermotor

PENENTUAN e/m Kusnanto Mukti W/ M Jurusan Fisika, FMIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta

PERHITUNGAN INTEGRAL FUNGSI REAL MENGGUNAKAN TEKNIK RESIDU

II LANDASAN TEORI 2.1 Persamaan Dasar Fluida

LAMPIRAN B PERHITUNGAN

Jurnal Ilmu Fisika Indonesia

Chap 7a Aplikasi Distribusi. Fermi Dirac (part-1)

KAJIAN METODE ZILLMER, FULL PRELIMINARY TERM, DAN PREMIUM SUFFICIENCY DALAM MENENTUKAN CADANGAN PREMI PADA ASURANSI JIWA DWIGUNA

PENYELESAIAN PERSAMAAN DIRAC UNTUK POTENSIAL ROSEN MORSE HIPERBOLIK DENGAN COULOMB LIKE TENSOR UNTUK SPIN SIMETRI MENGGUNAKAN METODE HIPERGEOMETRI

SOLUSI NUMERIK PERSAMAAN POISSON MENGGUNAKAN JARINGAN FUNGSI RADIAL BASIS PADA KOORDINAT POLAR

OPTIMISASI SISTEM TRANSPORTASI MINYAK TITIK TUANG TINGGI: STUDI KASUS LAPANGAN X

KONDENSASI BOSE-EINSTEIN. Korespondensi Telp.: , Abstrak

PERBANDINGAN KINERJA ALGORITMA GENETIKA DAN ALGORITMA HEURISTIK RAJENDRAN UNTUK PENJADUALAN PRODUKSI JENIS FLOW SHOP

BAHASAN ALGORITME ARITMETIK GF(3 ) Telah dijelaskan sebelumnya bahwa dalam mengonstruksi field GF(3 )

3. Termodinamika Statistik

REVIEW GERAK HARMONIS SEDERHANA

Bab III S, TORUS, Sebelum mempelajari perbedaan pada grup fundamental., dan figure eight terlebih dahulu akan dipelajari sifat dari grup

KELUARGA METODE ITERASI ORDE EMPAT UNTUK MENCARI AKAR GANDA PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

KB.2 Fisika Molekul. Hal ini berarti bahwa rapat peluang untuk menemukan kedua konfigurasi tersebut di atas adalah sama, yaitu:

ISBN:

TEOREMA ELIMINASI CUT PADA SISTEM LOGIKA FL gc DAN FL w,gc

Penentuan Fungsi Struktur Proton dari Proses Deep Inelastic Scattering e + p e + X dengan Menggunakan Model Quark - Parton

Perumusan Ensembel Mekanika Statistik Kuantum. Part-1

Chap 7. Gas Fermi Ideal

SOLUTION INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI FISIKA

BENTUK GELOMBANG AC SINUSOIDAL

KONSTRUKSI KODE CROSS BIFIX BEBAS TERNAIR BERPANJANG GENAP UNTUK MENGATASI MASALAH SINKRONISASI FRAME

PEMODELAN DATA FUZZY TIME SERIES DENGAN MENGGUNAKAN DEKOMPOSISI NILAI SINGULAR DAN APLIKASINYA PADA PERKIRAAN TINGKAT INFLASI DI INDONESIA

Implementasi Histogram Thresholding Fuzzy C-Means untuk Segmentasi Citra Berwarna

ANALISIS PENGARUH GANGGUAN HEAT TRANSFER KONDENSOR TERHADAP PERFORMANSI AIR CONDITIONING. Puji Saksono 1) ABSTRAK

Soal-Soal dan Pembahasan Matematika IPA SBMPTN/SNMPTN 2008

1 1. POLA RADIASI. P r Dengan : = ½ (1) E = (resultan dari magnitude medan listrik) : komponen medan listrik. : komponen medan listrik

PENENTUAN BESAR CADANGAN PADA ASURANSI JIWA BERSAMA DWIGUNA DENGAN MENGGUNAKAN METODE ILLINOIS

METODE ITERASI TIGA LANGKAH DENGAN ORDE KONVERGENSI LIMA UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR BERAKAR GANDA ABSTRACT

TERMODINAMIKA MIRZA SATRIAWAN

FUNGSI DELTA DIRAC. Marwan Wirianto 1) dan Wono Setya Budhi 2)

Penentuan Indeks Harga Saham Menggunakan Model Termodinamika

ANALISIS SCALING KETEL UAP PIPA API DI INDUSTRI TEKSTILCIREBON

SOLUTION QUIZ 1 INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI FISIKA

Transkripsi:

ARTIKEL KAJIAN FUNGSI-FUNGSI TERMODINAMIKA SISTEM PARAFERMI ORDE DUA Oleh: R. Yosi Aprian Sari, M.Si FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIERSITAS NEGERI YOGYAKARTA (UNY) MEI, 2008 2

FUNGSI-FUNGSI TERMODINAMIKA SISTEM PARAFERMI ORDE DUA Intisari Berawal dari kaitan rekursi fungsi partisi kanonik lengkap untuk siste paraferi orde dua yang telah diketahui, diabarkan kaitan-kaitan rekursi untuk beberapa fungsi terodinaika sederhana bagi siste paraferi orde dua. Kaitan-kaitan rekursi tersebut keudian digunakan untuk enghitung fungsi-fungsi terodinaika odel siste partikel identik dengan tingkat energi terbatas yang irip osilator haronik. Fungsi-fungsi terodinaika tersebut antara lain fungsi partisi kanonik lengkap Z, rerata ulah partikel N, entropi S, energi internal U, dan panas enis. Secara teoretis, seua fungsi-fungsi terodinaika dari siste paraferi orde dua eiliki keiripan bentuk dengan siste feri (siste paraferi orde 1). Kata-kata kunci: paraferi, fungsi-fungsi terodinaika iii

THE THERMODYNAMIS FUNTIONS OF A PARAFERMION SYSTEM OF ORDER TWO Abstract Starting fro a known recursion relation for the grand canonical partition function of paraferion syste of order two, several recursion relations for siple therodynaics functions of paraferion syste of order two is derived. These recursion relations are then being used to calculate the therodynaics functions for a syste of identical particles with haronic oscillator-like energy levels. The therodynaics functions i.e. the grand canonical partition function Z, nuber of particle N, entropy S, internal energy U, and specific heat. The therodynaics functions of the paraferion syste of order two have siilar pattern with ferionic (paraferion syste of order 1), theoretically. Keywords: paraferion, therodynaics functions

BAB I PENDAHULUAN I. Latar Belakang Masalah Di tinau dari kaidah-kaidah ekanika kuantu, tidak ada keharusan bahwa statistik partikel-partikel yang ada harus eenuhi kaidah statistika Bose-Einstein aupun Feri-Dirac. Tetapi kedua enis statistik tersebut sudah dibuktikan kebenarannya elalui berbagai eksperien. Partikel-partikel yang eenuhi statistik Bose-Einstein disebut partikel-partikel boson yang eiliki fungsi gelobang yang sietri terhadap pertukaran sebarang dua partikelnya. ontohnya antara lain foton, partikel alfa dan ato Heliu. Sedangkan partikelpartikel ferion adalah partikel-partikel yang eenuhi statistik Feri-Dirac dan prinsip larangan Pauli, yaitu partikel-partikel yang fungsi gelobangnya antisietri terhadap pertukaran sebarang dua partikel. ontohnya antara lain proton, neutron dan elektron. Banyak fisikawan berusaha ebuat forulasi statistik yang lebih uu dari enis statistik yang telah ada, baik dengan ebuat enis statistik partikel yang baru, aupun dengan enggeneralisasi statistik Bose dan Feri. Beberapa enis statistik partikel selain Bose dan Feri yang telah diperkenalkan antara lain null statistics, doubly-infinite statistics, orthoferi statistics, hubbard statistics dan lain-lain [Mishra dan Raasekaran, 1996]. Jenis statistik yang erupakan hasil generalisasi dari statistik yang telah ada antara lain interediate statistics, parastatistics, infinite statistics, paronic statistics, anyon statistics dan lain-lain [Greenberg, 1993]. 2

II. PERUMUSAN MASALAH Peruusan asalah dala kaian ini adalah engetahui besaran-besaran terodinaika sederhana dari siste paraferi orde dua yang akan dihitung dari fungsi partisi kanonik lengkap yaitu, Z, adalah rerata ulah partikel ( N ), entropi ( S ), energi internal ( U ) dan panas enis ( ). III. TUJUAN KAJIAN Tuuan penulisan dala kaian ini adalah engetahui besaran-besaran terodinaika sederhana dari siste paraferi orde dua yang akan dihitung dari fungsi partisi kanonik lengkap yaitu, Z, adalah rerata ulah partikel ( N ), entropi ( S ), energi internal ( U ) dan panas enis ( ). I. TINJAUAN PUSTAKA Parastatistik pertaa kali diperkenalkan oleh Green (1953), erupakan generalisasi pertaa yang konsisten dari bentuk kuantu statistik Bose- Einstein (yang disebut paraboson), dan statistik Feri-Dirac (yang disebut paraferi). Parastatistik eenuhi relasi koutasi trilinear untuk operator kreasi dan anihilasi partikel, serta eenuhi kaidah dekoposisi gugus (cluster decoposition) [Hartle, dkk, 1970]. Karena hal ini, walaupun tidak ada indikasi bahwa partikel-partikel fundaental yang ada di ala saat ini eenuhi aturan parastatistik, tetapi teori ini tetap enarik untuk diselidiki lebih lanut. Banyak fisikawan yang telah encoba untuk endapatkan besaranbesaran fisis yang terkait untuk siste parastatistik, khususnya fungsi partisi 3

kanonik lengkapnya (Grand anonical Partition Function, GPF). Dengan engetahui GPF akan dapat diketahui sifat-sifat terodinaika siste parastatistik, sehingga dapat diadikan dasar untuk engklarifikasi apakah suatu siste fisis eenuhi statistik ini atau tidak. pf GPF untuk siste paraferi berorde q, Z ( q ), telah diperoleh berupa rasio dua deterinan. Ferion berkorespondensi dengan q = 1 [haturvedi dan Srinivasan, 1997; haturvedi, dkk, 1997; Nelson 2004]. i + p+ i 1 x x pf Z ( p ) ( x 1,x ) = (1) i + i 1 x x pb Begitu uga GPF untuk siste paraboson orde p, Z ( p ), yang uga berupa rasio dua deterinan [Satriawan, 2002]. dengan P ( ) ( x, ) p x berkorespondensi dengan p = 1. ( p ) ( x1, ) ( 0 ) ( x1, ) P pb Z ( p ) ( x1, ) = (2) P 1 adalah deterinan suatu atriks. Boson Terdapat peruusan GPF untuk odel siste paraboson orde p dan paraferi orde q dala bentuk relasi rekursi. [Satriawan, 2003]. Z ( p, q ) ( x1, x2, ) Z( p, q ) ( x1, x/ i, ) = i = 1 + x x Z 1 ( p, q 1) ( x1, ) (untuk paraboson orde p, bentuk suku ke dua lenyap) i ( x x ) x i (3) Dala kaian ini fungsi terodinaika sederhana untuk siste banyak partikel identik yang eenuhi aturan statistik paraferi orde dua dengan ulah aras energi terbatas dan arak antar energi yang saa. Siste ini 4

seperti siste berpotensial osilator haronik tetapi aras-aras energi tingginya diabaikan. Kaitan rekursi untuk GPF ini akan digunakan sebagai dasar untuk enghitung besaran-besaran terodinaika, seperti ulah total partikel N, entropi S, energi internal U dan panas enis. 5

BAB II PEMBAHASAN Fungsi-fungsi terodinaika dapat diturunkan lewat fungsi partisi kanonik lengkapnya. Untuk siste yang ditinau, kaitan rekursi untuk fungsi partisi kanonik lengkap pada pers. (1) adalah Z q ( x1, x2, ) Zq ( x1, x/ i, ) = i = 1 + x x Z 1 q 1 i ( x, x ) 1 ( x x ) x i, (4) Di antara besaran-besaran terodinaika yang dapat diperoleh dari fungsi partisi kanonik lengkap, Z, adalah rerata ulah partikel N, entropi S, energi internal U dan panas spesifik, yaitu diperoleh elalui potensial kanonik lengkapnya, ( T,, µ ) = kt ln Z ( T,, µ ) dan Binder, 2005; Reichl, 1998]: 1. Rerata ulah partikel N ( T,, µ ) Ω [Greiner, dkk, 1997; Landau Rerata ulah partikel disibolkan sebagai N, yang erupakan paraeter ekstensif, yaitu paraeter yang bergantung pada ukuran suatu siste. Untuk siste yang terbuka, ulah partikelnya tidak tetap, tetapi rerata ulah partikel dapat dapat diketahui elalui [Greiner, dkk (1997)] Rerata ulah partikel dapat diturunkan sebagai berikut: (, µ ) N T Ω = µ T, T Z = Z, 1 ( x, x ) µ T (5) bentuk Z µ diperoleh dengan endiferensialkan kaitan rekursi pada pers. (4) terhadap µ pada T konstan, yaitu diperoleh 6

2. Entropi S ( T,, µ ) : Entropi S, erupakan paraeter ekstensif, yaitu paraeter terodinaika yang secara langsung sebanding dengan ukuran suatu siste. Dala huku kedua terodinaika, entropi eiliki sifat: selaa sebarang proses adiabatik dari keadaan setibang α ke keadaan setibang β, entropi tidak engalai penurunan, yaitu Q = S( β ) S( α ) α β 0. Entropi suatu siste ensebel akrokanonik dapat diperoleh elalui [Greiner, dkk (1997)] 3. Energi internal U: Ω 1 Z S ( T,, µ ) = = ln Z (6) T µ, ZT β Untuk siste yang terbuka (ensebel akrokanonik), energi siste tidak tetap tetapi berfluktuasi disekitar suatu nilai rerata yang dicapai ketika siste berada dala keadaan setibang teral dengan lingkungannya. Rerata energi internal siste dapat diperoleh dari [Greiner, dkk (1997)] dengan z = exp{ β µ } ln Z U ( T,, µ ) = Z = 1 (7) β Z β z,. Kedua besaran-besaran terodinaika di atas, yaitu S dan U engandung fungsi partisi kanonik lengkap, Z ( ) diferensial orde pertaa terhadap β, yaitu Z β. 4. Panas spesifik Panas enis pada volue konstan diperoleh sebagai ( T ) N, z µ x, 1,x, dan U =. (8) T 7

Tetapi untuk suatu siste yang terbuka (ensebel akrokanonik), ulah partikelnya selau berfluktuasi, sehingga nilai N tidak pernah tetap. Akan tetapi bentuk lain yang dapat dilakukan adalah [Greiner, dkk (1997)] = U T 1 N T z, µ, T U N T, 2. (9) dan diketahui bahwa N µ T, = 1 σ kt 2 N (10) dengan 2 σ N adalah fluktuasi dari ulah partikel yang sebanding dengan 1 N sehingga untuk ulah partikel N aka σ 2 0. Dengan deikian dapat diketahui nilai sebagai N U =. (11) T, z 8

BAB III PENUTUP I. Sipulan 1. Secara uu, fungsi partisi kanonik lengkap, Z, dan fungsi-fungsi terodinaika lainnya seperti N, S, U dan terkait dengan potensial kiia µ dan teperatur, T. 2. Fungsi partisi kanonik lengkap, Z, dan fungsi-fungsi terodinaika lainnya seperti N, S, U dan untuk siste paraferi orde dua secara teori eiliki keiripan dengan dengan siste ferion (paraferi orde 1). II. Saran Kaian yang elibatkan siste yang lebih realistis perlu dilakukan untuk ebandingkan dengan siste statistik ferion yang dapat diakses eksperien atau koputasi. 9

REFERENSI haturvedi, S and. Srinivasan. (1997). Grand anonical Partition Functions for Multi Level Paraferi Systes of Any Order, Phys. Lett. A-224, 249-252 haturvedi, S., R. H. McKenzie, P. K. Panigrahi and. Srinivasan. (1997). Equivalence of The Grand anonical Partition Functions of Particles with Different Statistics, Mod. Phys. Lett. A-12, 1095-1099 Green, H. S. (1953). A Generalized Method of Quantization, Phys. Rev. 90, 270 Greenberg, O. W. (1993). Quons, an Interpolation Between Bose and Feri Oscillators, arxiv:cond-at/9301002v1 Greiner, W., L. Neise, and H. Stöcker. (1997). Therodynaics and Statistical Mechanics. Heidelberg: Springer-erlag Hartle, J. B., R. H. Stolt and J. R. Taylor. (1970). Paraparticles of Infinite Order, Phys. Rev. D-2, 1759-1761 Landau, D. P., and K. Binder.(2005). A Guide to Monte arlo in Statistical Physics. abridge: abridge University Press Nelson,. A. (2004). Pairing Of Paraferions Of Order 2: Seniority Model. J.Phys. A37 2497-2508 Reichl, L. E. (1998). A Mode ourse in Statistical Physics. New York: John Wiley & Sons Satriawan, M. (2004). Grand anonical Partition Function for Parastatistical Systes. Physics Journal IPS Proceeding Suppleent 8 0515 Satriawan, M. (2002). Generalized Parastatistics Systes; Dissertation, University of Illinois at hicago 10