TERMODINAMIKA STATISTIK

 

Oleh: Nabila Alya Mukhbita (@Z13-NABILA)

ABSTRAK

Termodinamika merupakan salah satu cabang fisika yang membahas mengenai perubahan energi panas menjadi bentuk energi lain. Hukum pertama termodinamika dan hukum termodinamika kedua menjadi acuan dalam membahas mengenai perubahan energi

 

PENDAHULUAN

Termodinamika statistik (juga biasa disebut mekanika statistik), tidak seperti teorikinetik gas, tidak hanya berkutat kepada tinjauan tumbukan antar molekul maupuntumbukan molekul dengan dinding, namun memberikan penafsiran entropi yang lebihmendalam Lebih dari itu, termodinamika statistik menyadari kenyataan bahwa molekul-molekul berjumlah sangat banyak dan karakteristik rata-rata dari sejumlah besarmolekul dapat dihitung bahkan tanpa mengetahui informasi spesifik dari molekultertentu. Metode statistik dapat diterapkan tidak hanya pada molekul tetapi juga foton,gelombang elastik pada zat padat, dan entitas fisika kuantum yang abstrak yang disebutfungsi gelombang

Masalah mendasar Termodinamika Statistik adalah untuk menghitung sejumlah distribusi energi yang diberikan E dari N pada sistem yang identik.^[1] Tujuan Termodinamika Statistik adalah untuk memahami dan menginterpretasikan sifat makroskopik yang terukur berdasarkan sifat-sifat partikel penyusunnya dan interaksi antar partikel penyusun tersebut. Hal ini dilakukan dengan menghubungkan fungsi termodinamika dengan persamaan mekanika kuantum. Dua besaran utama yang digunakan dalam termodinamika statistik adalah Faktor Boltzmann dan Fungsi Partisi.

 

RUMUSAN MASALAH

1.     Mengetahui apa itu konsep dasar Termodinamika Statistika?

2.     Apa saja fungsi Termodinamika Statistika?

 

PEMBAHASAN

·       Konsep Dasar:

Termodinamika statistik berusaha menjelaskan sifat-sifat makroskopis suatu sistem dengan memahami perilaku mikroskopis partikel-partikel penyusunnya. Ini melibatkan konsep distribusi peluang dan pergerakan acak partikel.

·       Ensemble:

Sistem dalam termodinamika statistik didefinisikan dalam istilah ensemble, yang mewakili semua kemungkinan keadaan mikroskopis sistem. Ada beberapa jenis ensemble, seperti ensemble mikrokanonik, ensemble kanonik, dan ensemble grand kanonik, yang sesuai dengan kondisi tertentu.

·       Hukum Termodinamika:

Prinsip-prinsip termodinamika tradisional tetap berlaku dalam termodinamika statistik. Namun, interpretasinya berubah menjadi bentuk statistik, seperti entropi yang menjadi terkait dengan jumlah keadaan mikroskopis sistem.

·       Distribusi Boltzmann:

Distribusi Boltzmann adalah konsep kunci dalam termodinamika statistik, yang menghubungkan distribusi energi partikel dalam sistem dengan suhu dan konstanta Boltzmann. Ini memberikan gambaran tentang sebaran energi dalam sistem.

·       Fungsi Partisi:

Fungsi partisi adalah fungsi matematika yang menggambarkan jumlah keadaan mikroskopis yang mungkin untuk suatu sistem. Ini digunakan untuk menghitung propertis termodinamika makroskopis, seperti energi dalam sistem.

·       Entropi Statistik:

Dalam termodinamika statistik, entropi dihubungkan dengan jumlah ketidakpastian atau tidakteraturan dalam keadaan mikroskopis sistem. Penurunan entropi statistik dapat dijelaskan sebagai peningkatan ketertiban mikroskopis.

·       Fungsi Partisi Kuantum:

Dalam konteks mekanika kuantum, termodinamika statistik memperhitungkan fungsi partisi kuantum yang memberikan distribusi energi partikel pada tingkat kuantum. Ini berbeda dengan fungsi partisi klasik dalam termodinamika statistik klasik.

·       Hukum Keempat Termodinamika:

Dalam beberapa formulasi termodinamika statistik, disebutkan adanya "Hukum Keempat Termodinamika," yang menggambarkan perilaku fungsi partisi pada suhu rendah dan mendekati nol mutlak. Hukum ini berkaitan dengan konsep nol mutlak dan keadaan dasar sistem.

 

KESIMPULAN

Termodinamika statistik memberikan dasar teoretis untuk menjelaskan berbagai fenomena fisika di tingkat molekuler dan atom. Hal ini sangat berguna dalam memahami sifat-sifat material, gas, dan fasa-fasa lainnya, serta memprediksi perilaku sistem kompleks dalam kondisi tertentu.

 

DAFTAR PUSTAKA

Huang, K. (1965) Statistical Mechanics, John Wiley & Sons, New York.

Greiner, W., L. Neise, and H. Stöcker (1997) Thermodynamics and Statistical Mechanics. Heidelberg: Springer-Verlag

Abdurrouf, 2011, Fisika Statistik: studi keadaan setimbang, Diktat kuliah Fisika UB

F.W Sears dan G.L. Salinger, 1975 Thermodynamics, Kinetic Theory, and Statistical Thermodynamics, Addison – Wesley