Realitas Molekul
Pada akhir abad kesembilan belas, beberapa tokoh ilmuwan seperti Ernst Mach dan Friedrich menemukan sebuah postulat dasar dari teori kinetik yang bertentangan dengan toeri materi konstitusi atom yang berlaku saat itu.
Titik pertentangna kedua teori ini berpusat pada konsep bahwa partikel bisa dihancurkan padahal secara logika jangankan untuk menghancurkan melihat partikel saja kala itu sangat susah bahkan mendekati istilah mustahil. teori kinetik kalah itu bersifat abstrak dan cenderung mengabaikan ekstensi dari atom atau molekul.
Perdebatan ini bahkan menimbulkan konflik pemikiran antara ilmuan penganut atomisme dengan orang-orang dari "energetika kalah itu, terutama di daerah Wina, di mana Mach sebagai pencetus teori oposisi hidup.
Boltzmann, adalah ilmuan pendukung sisi tersebut. Dia mengembangkan teroi sampai ke rana pola statistik dan Dia terus memperjuangkan teori yang dia yakini di tengah-tengah kontroversi dan bertahan dengan serangan pada dirinya secara pribadi dan pada pekerjaannya.
Dia terus mengungah teroi nya di lokasi lain. hingga Ia menemukan tempat dengan sejumlah orang yang menerimah teroi tersebut. Lokasi dtersebut di Inggris raya. Ia pun memperoleh reputasi besar di sana, tak lama kemudian negara dengan bahasa Jerman menerima ide-idenya. Teori ini saat itu dikenal dengan realitas molekul.
Namun tentu saja banyak golongan orang-orang penetang teori boltzman yang tak senang dengan repustasi tersebut. Inteseitas serangan berdampak pada kondisi fisik boltzman secaara pribadi Meskipun Ulasan serangan ini tidak memicu aksi bunuh diri seperti kabanyakan orang terbully di kala itu namun, hasil gangguan bipolar yang diragukan dari yang telah diderita untuk sebagian besar hidupnya masih terasa dan berdampak pada kesehatan, ditambah lagi suasana tidak menyenangkan di sekitarnya pastilah telah Berkontribusi pada depresi berat yang dia rasakan.
Akhirnya boltzman tutup usia, sebelum Einstein terbitkan sebuah makalah tentang gerakan Brown, yang akhirnya membuat bukti akan statistik molekul yang boltzman pertahankan selama ini.
Bilangan Avogrado
Sebuah experiment Uji coba dilakukan tiga tahun setelah kematian Boltzmann oleh fisikawan asal Perancis Jean Baptiste Perrin (1870-1942) yang bersedia meyakinkan bukti realitas molekul. Menggunakan massa partikel yang diketahuinya, ia mampu menerapkan ide-ide Einstein untuk menyimpulkans sebuah bilangan yang meyatakan jumlah molekul dalam satu mol bahan yang disebut bilangan Avogadro
dari rincian pengamatan gerakan tidak teratur mereka. hasil nya secara substansial sesuai dengan jumlah yang diperoleh dari metode lain, hal ini serta merta menjatuhkan teori atomisme dan membenarkan teori yang diperkenalkan oleh Boltzman semasa hidupnya.
Statistik Maxwell-Boltzman
Nama Boltzman pasca ditemukannya bilangan avogrado menjadi bersih dan masyur. Semangannya kini diwarisi oleh ilmuan selanjutnya yang bernama Maxwell. Dia segera melanjutkan teori dasar oelh boltzman untuk membangun sebuah pendekatan statistik baru, generalisasi distribusi Maxwell difromulakan untuk menjelaskan pola partikel ketika gaya bekerja pada partikel. Dalam hal ini, energi kinetik dalam distribusi Maxwell hanya diganti dengan total energi, sehingga probabilitas yang berkurang secara eksponensial dengan energi lebih lambat dengan meningkatnya suhu. distribusi energi ini, yang mencirikan keadaan keseimbangan dari sistem banyak partikel, masih disebut faktor Boltzmann.
Masalah yang dmenjadi penghalang laju pengembangan teori statistik maxwell ini adalah bagaimana prihal keseimbangan pendekatan sistem? Maxwell tidak mampu menjawab pertanyaan ini, yang melibatkan hukum kedua termodinamika, peningkatan yang membingungkan menyangkut entropi.
kontribusi penting Boltzmann adalah gagasan bahwa kenaikan entropi termodinamika sesuai dengan tingkat pertumbuhan gangguan pada tingkat molekuler. kekacauan ini meningkat dan seiring bertambahnya kemungkinan ireversibilitas yang membedakan perilaku benda makroskopik yang terdiri dari sejumlah besar molekul mikroskopis dari gerakan reversibel konstituen tersebut.
Dia umumkan suatu hubungan yang yang tepat antara entropi S dari suatu sistem dalam keadaan makroskopik yang diberikan dan jumlah W dari konfigurasi molekuler sesuai dengan keadaan itu, sehingga W sebanding dengan Kemungkinan kondisi sistem.
Hubungan ini dapat ditulis dalam bentuk persamaan S = k log W (persamaan yang akan terukir di batu nisannya), di mana k adalah konstanta Boltzmann yang sama yang muncul dalam faktor Boltzmann dan distribusi kecepatan Maxwell. Untuk menghitung W, Boltzmann secara skematis dianggap energi molekul mungkin dibagi menjadi langkah-langkah diskrit. Pertimbangan utama yang masuk nilai yang dihasilkan dari W adalah sejumlah cara di mana molekul identik gas dapat dipertukarkan tanpa mengubah keadaan makroskopik, seperti yang akan kita lihat di bawah ini.
Untuk pengembangan sistem banyak-partikel dari keadaan umum ke arah equilibrium, Boltzmann memperoleh persamaan yang mengatur proses transportasi dalam cairan, berdasarkan tabrakan antara molekul, asalkan kemungkinan tabrakan berpasangan tersebut diketahui. Persamaan ini nonlinear Boltzmann, persamaan pertama yang pernah diusulkan untuk mengatur bagaimana kemungkinan perubahan dengan waktu, masih memainkan peran penting dalam banyak konteks penelitian yang berbeda yang melibatkan plasma, neutron gas, atau cairan lainnya.
Berperan penting dalam pendekatan untuk memahami bagaimana entropi dari suatu sistem berhasil meningkat sementara konstituennya bergerak reversibel adalah fungsi yang ia menemukan, kemudian disebut fungsi H.
Ini dapat dianggap sebagai ukuran jarak antara kondisi sitem yang diberikan dan keadaan seimbang, di mana konstituennya memiliki distribusi Maxwell-Boltzmann. Dia kemudian menunjukkan bahwa H herus mengikuti apa yang kemudian dikenal sebagai Boltzmann H-teorema: fungsi H selalu menurun dalam perjalanan waktu kecuali molekul memiliki Maxwell distribusi kecepatan, dalam hal ini H tetap konstan.
Berikut kemudian adalah derivasi eksplisit dari irreversibility tersirat oleh hukum kedua termodinamika dari yang mendasari persamaan gerak yang benar-benar reversibel. Hal ini juga menunjukkan bahwa distribusi Maxwell secara unik terkait dengan keadaan setimbang. Memang, Boltzmann bahkan mampu menunjukkan bahwa H-fungsinya berbeda dari entropi hanya dengan tanda minus dan faktor konstan. keberatan yang serius untuk hasil penasaran ini dibesarkan dalam waktu singkat: argumen reversibilitas dan argumen kekambuhan. Pertama, juga disebut paradoks Loschmidt, mengatakan bahwa, mengingat jalannya sistem dari beberapa diberikan negara A nonequilibrium ke keadaan B kesetimbangan, dengan peningkatan yang sesuai entropi, hanya perlu satu momentum terbalik dari semua molekul di kondisi B dan sistem akan berjalan melalui kursus aslinya mundur untuk menyatakan A, sehingga mengurangi entropi nya
Untuk membaca lebih lanjut silahkan download melalui link dibawah
EmoticonEmoticon