Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

SKRIPSI Jurusan Fisika - Fakultas MIPA UM

MESIN CARNOT KUANTUM SISTEM DUA PARTIKEL SIMETRI DALAM KOTAK SATU DIMENSI PADA TIGA TINGKAT ENERGI TERENDAH

Agus Yasin

Published Mar 21, 2018• 0 citations
OpenAlex

Abstract

ABSTRAK Yasin, Agus. 2015. Mesin Carnot Kuantum Sistem Dua Partikel Simetri dalam Kotak Satu Dimensi pada Tiga Tingkat Energi Terendah. Skripsi. Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang. Pembimbing: (I) Dr. Eny Latifah, S.Si, M.Si, (II) Prof. Dr. Arif Hidayat, M.Si. Kata Kunci: mesin Carnot kuantum, partikel simetri, kotak satu dimensi Telah dilakukan penelitian Mesin Carnot kuantum yang dimodelkan secara analogis untuk sistem partikel dalam kotak satu dimensi. Model analogi tersebut membangun analogi kuantitas dan proses bagi sistem mekanika kuantum dari sistem klasiknya. Kajian mesin Carnot mekanika kuantum model analogi sebelumnya, menghadirkan problema dalam mendefinisikan gaya bagi sistem mekanika kuantum yang mengalami pertukaran energi. Mesin Carnot kuantum dalam penelitian ini mengimplementasikan hukum pertama termodinamika bagi sistem mekanika kuantum. Metode yang diimplementasikan untuk mendeskripsikan proses siklus Carnot kuantum adalah modifikasi model analogi mesin Carnot mekanika kuantum. Modifikasi yang dilakukan adalah pendeskripsian hukum pertama termodinamika bagi sistem mekanika kuantum yang tidak digunakan pada model analogi sebelumnya. Model analogi hasil modifikasi juga melakukan koreksi pada definisi gaya yang digunakan pada mesin Carnot kuantum. Selain itu, dalam penelitian sebelumnya, sistem belum ditinjau dengan zat kerja partikel simetri. Oleh karena itu, fokus kajian dalam penelitian ini akan mendeskripsikan mesin Carnot kuantum sistem kotak satu dimensi pada tiga tingkat energi terendah dengan zat kerja dua partikel simetri. Kemudian mendeskripsikan proses isotermal kuantum dan adiabatik kuantum yang terjadi dalam sistem tersebut. Dan setelah itu mencari efisiensinya. Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh tiga kesimpulan sebagai berikut. (1) Dua partikel simetri dalam kotak satu dimensi dengan tiga tingkat energi terendah memiliki enam konfigurasi dan enam energi eigen terkait. (2) Siklus Carnot kuantum dari dua partikel simetri sebagai zat kerja melalui empat proses, yaitu. (a) Proses ekspansi isotermal kuantum, dua partikel simetri akan tereksitasi dari keadaan dasar ke tingkat energi ketiga dan menyebabkan lebar kotak terekspansi. (b) Proses ekspansi adiabatik kuantum, sistem mengalami penurunan temperatur, tidak terjadi perubahan probabilitas, dan menyebabkan lebar kotak terekspansi. (c) Proses kompresi isotermal kuantum, dua partikel simetri akan tereksitasi dari tingkat energi ketiga ke keadaan dasar dan menyebabkan lebar kotak terkompresi. (d) Proses kompresi adiabatik kuantum, sistem mengalami peningkatan temperatur, tidak terjadi perubahan probabilitas, dan menyebabkan lebar kotak terkompresi menuju keadaan awal. (3) Efisiensi yang diperoleh yaitu . Efisiensi tersebut bernilai lebih kecil dibandingkan dengan efisiensi mesin Carnot kuantum sistem partikel tunggal pada tiga keadaan terendah dan efisiensi mesin Carnot kuantum sistem 2 boson pada dua keadaan terendah namun secara analog sama dengan efisiensi mesin Carnot klasiknya. Normal 0 false false false EN-US X-NONE X-NONE MicrosoftInternetExplorer4 /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:Table Normal; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:; mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt; mso-para-margin-top:0in; mso-para-margin-right:0in; mso-para-margin-bottom:10.0pt; mso-para-margin-left:0in; line-height:115%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:Calibri,sans-serif; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:Times New Roman; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Times New Roman; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;}

Related papers

Mesin Carnot, Otto, Brayton, dan Diesel Kuantum Sistem massless-Boson Tunggal dalam Kotak Potensial 1 Dimensi

Muhammad Syawaluddin Akbar

ABSTRAK Syawaluddin A., Muhammad. 2016. Mesin Carnot, Otto, Brayton, dan Diesel Kuantum Sistem massless-Boson Tunggal dalam Kotak Potensial 1 Dimensi. Naskah. Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang. Pembimbing: (I) Dr.Eny Latifah, M.Si, (II) Dr.Hari Wisodo, S.Pd, M.Si. Kata Kunci : Mesin Panas Kuantum, partikel Massless-Boson tunggal, kotak satu dimensi. Mesin panas merupakan suatu alat yang dapat mengkonfersi panas menjadi kerja. Beberapa contoh mesin panas adalah mesin Carnot, Otto, Brayton dan Diesel. Pada penelitian ini mempelajari sistem mekanika kuantum yang mirip dengan proses pada sistem mesin panas yang dikenal sebagai mesin panas kuantum. Sistem kuantum yang dimaksud adalahsistem partikel yang terjebak dalam kotak potensial 1 dimensi dengan salah satu batas dinding potensial dapat bergerak bebas. Telah dilakukan eksplorasi mesin Carnot, Otto, Brayton dan Diesel kuantum sistem Massless-Boson tunggal dalam kotak potensial 1 Dimensi sebagai zat kerja. Eksplorasi mesin panas dilakukan dengan menyelesaikan persamaan Klein-Gordon. Metode yang digunakan adalah permodelan analogi yang termodifikasi dari penggunaan hukum pertama termodinamika, sehingga dapat mendeskripsikan setiap proses pada masing-masing siklus mesin panas untuk sistem kuantum. Hasil akhir penelitian berupa formulasi dari efisiensi masing-masing mesin Panas untuk sistem kuantum berbasis Bosson tunggal tak bermassa yang terjebak dalam kotak 1 dimensi sebagai zat kerjanya. Terdapat kesesuaian hasil antara efisiensi mesin kuantum relativistik dengan sistem kuantum non-relativistik dan klasiknya. Diperoleh konstanta Laplace untuk sistem kuantum relativistik bernilai 2.

SKRIPSI Jurusan Fisika - Fakultas MIPA UM•May 18, 2018•0 citations

Karakteristik Termodinamis Mesin Carnot Kuantum Sistem Fermion Tunggal Tak-Bermassa Dalam Kotak Satu Dimensi

Muhammad Sugeng Yulianto

ABSTRAK Model analogi termodifikasi untuk mengeksplorasi mesin panas kuantum partikel fermion tidak memiliki representasi kuantitas temperatur, mengingat kuantitas temperatur diperankan oleh nilai harap Hamiltonian. Sementara dalam kajian mesin panas, kuantitas temperatur merupakan kuantitas utama, dengan demikian adalah urgen untuk melakukan penelitian tentang kuantitas temperatur dan kuantitas termodinamis lain pada kajian mesin panas kuantum. Telah dilakukan penelitian untuk mereproduksi kuantitas termodinamis mesin Carnot kuantum sistem fermion tunggal tak-bermassa dengan pendekatan mekanika statistik melalui fungsi partisi yang bersesuai dengan sistem kajian. Pendekatan statistik yang digunakan memenuhi statistika Maxwell-Boltzman. Fungsi partisi yang dibangun dengan nilai-eigen energi fermion tunggal tak- bermassa dalam kotak 1D menjadi fungsi-partisi-unik sistem yang selanjutnya digunakan sebagai jembatan antara mekanika kuantum dengan termodinamika. Bersandar pada fungsi-partisi-unik sistem, dilakukan pengukuran kuantitas energi rerata, temperatur, entropi, energi bebas Helmholtz, dan gaya yang bekerja pada sistem. Selanjutnya dihasilkan juga persamaan keadaan dan efisiensi mesin Carnot kuantum sistem fermion tunggal tak bermassa dalam kotak satu dimensi. Normal 0 false false false IN X-NONE X-NONE /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:Table Normal; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-parent:; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin-top:0cm; mso-para-margin-right:0cm; mso-para-margin-bottom:10.0pt; mso-para-margin-left:0cm; line-height:115%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:Calibri,sans-serif; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Times New Roman; mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-ansi-language:IN;}

SKRIPSI Jurusan Fisika - Fakultas MIPA UM•Mar 8, 2017•0 citations

SIKLUS OTTO KUANTUM PADA SISTEM DUA PARTIKEL SIMETRI NONRELATIVISTIK DALAM KOTAK 1 DIMENSI TIGA TINGKAT KEADAAN

Siti Qomariyah

ABSTRAK Qomariyah, Siti Nur. 2017. Siklus Otto Kuantum pada Sistem Dua Partikel Simetri Nonrelativistik dalam Kotak 1 Dimensi Tiga Tingkat Keadaan. Skripsi. Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang, Pembimbing: (I) Dr. Eny Latifah, S.Si, M.Si, (II) Prof. Dr. Arif Hidayat, M.Si. Kata Kunci: mesin Otto kuantum, kotak satu dimensi, partikel simetri Telah dilakukan penelitian tentang dua partikel simetri sebagai zat kerja  mesin Otto kuantum dengan tiga tingkat keadaan kotak satu dimensi terendah. Penelitian ini bertujuan untuk (1) Mereproduksi keadaan sistem dua partikel simetri dari tiga tingkat keadaan dalam kotak satu dimensi, (2) Mendapatkan proses siklus mesin panas Otto kuantum untuk dua partikel simetri pada tiga tingkat keadaan dalam kotak satu dimensi, dan (3) Mendapatkan nilai efisiensi mesin panas Otto kuantum untuk dua partikel simetri pada tiga tingkat keadaan dalam kotak satu dimensi. Metode yang digunakan adalah model analogi dari klasik ke kuantum dengan tetap mempertimbangkan hukum pertama termodinamika untuk sistem kuantum. Metode secara teoritis dengan menguraikan model fisis dan solusinya ke dalam bentuk teoritis dengan cara penurunan matematis serta mendeskripsikan makna fisisnya dari uraian tersebut. Penelitian ini dilaksanakan dalam beberapa tahap yaitu penentuan model, deskripsi zat kerja (working substance), penentuan zat awal (initial state), dan eksplorasi mesin. Berdasarkan penelitian yang dilakukan, diperoleh hasil sebagai berikut. (1) Dua partikel simetri dengan keadaan tiga tingkat keadaan dalam kotak satu dimensi memiliki enam konfigurasi yang mencirikan enam keadaan-eigen sistem. (2) Siklus Otto kuantum dari sistem dua partikel simetri diawali dengan keadaan dasar yang merupakan acuan kondisi awal proses, selanjutnya sistem mengalami empat tahap proses termodinamis untuk sistem kuantum. Tahap pertama adalah proses kompresi adiabatik kuantum, sistem mengalami perubahan lebar kotak secara terkompresi tanpa terjadi perubahan probabilitas tiap tingkat konfigurasi, meskipun tiap keadaan-eigen sistem yang merupakan fungsi lebar kotak mengalami perubahan seiring perubahan lebar kotak. Tahap kedua adalah proses isovolume kuantum yang merupakan proses yang disertai aliran kalor menuju sistem. Aliran kalor menyebabkan terjadinya perubahan probabilitas tiap keadaan-eigen meskipun tidak terjadi perubahan lebar kotak. Tahap ketiga adalah proses ekspansi adiabatik kuantum, selama proses ekspansi adiabatik sistem bertambah lebar tanpa disertai perubahan probabilitas tiap keadaan-eigen penyusun sistem. Tahap keempat adalah proses isovolume kuantum yang terjadi dengan disertai perubahan probabilitas tiap tingkat keadaan-eigen meskipun tidak terjadi perubahan lebar kotak. Selanjutnya sistem kembali ke keadaan dasar yang merupakan keadaan awal proses. (3) Efisiensi mesin Otto kuantum sistem dua partikel simetri berdasar hasil penelitian ini sama dengan nilai efisiensi mesin Otto klasiknya.  Normal 0 false false false IN ZH-CN X-NONE /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:Table Normal; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-parent:; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin-top:0cm; mso-para-margin-right:0cm; mso-para-margin-bottom:10.0pt; mso-para-margin-left:0cm; line-height:115%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:Calibri,sans-serif; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Times New Roman; mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-fareast-language:EN-US;}

SKRIPSI Jurusan Fisika - Fakultas MIPA UM•Oct 17, 2017•0 citations

KAJIAN MESIN PANAS KUANTUM SISTEM KOTAK 1D

Eny Latifah

Telah dilakukan kajian mesin Carnot, Otto, Diesel dan Brayton kuantum. Berbeda dengan mesin panas termodinamika klasik, mesin panas kuantum ini dikonstruksi oleh partikel kuantum, sebagai working substance, yang terkurung dalam kotak potensial 1D sehingga terbentuk energi diskrit dengan salah satu dinding potensial berperan layaknya piston yang dapat berekspansi dan berkompresi. Formulasi mesin panas kuantum sistem kotak 1D tidak memanfaatkan konsep temperatur. Konsep temperatur diperankan oleh nilai harap Hamiltonian sistem yang merupakan rata-rata ensambel energi system. Sedemikian hingga proses isotermal bagi ensambel kuantum dalam kontak dengan reservoir dianalogikan secara kuantum dengan mempertahankan nilai harap Hamiltonian konstan. Sementara proses adiabatik dideskripsikan dengan mempertahankan probabilitas kedudukan tiap tingkat energi sehingga konstan. Implementasi pendekatan analogi dilakukan untuk mengevaluasi mesin Carnot kuantum dengan berbagai variasi sistem kotak 1D, yakni sistem 3-keadaan, n-keadaan dan sistem 2 partikel. Model analogi perlu penyempurnaan dalam pendefinisian gaya dan pendeskripsian proses bagi sistem kuantum. Elaborasi mikroskopis terhadap hukum pertama termodinamika memandu pada definisi gaya dan deskripsi proses bagi sistem kuantum. Dengan demikian dilakukan penyempurnaan model analogi dengan mengintegrasikan formulasi mikroskopis hukum pertama termodinamika sehingga terwujud model analogi termodifikasi. Model analogi termodifikasi selanjutnya diimplementasikan untuk mengevaluasi mesin Otto, Diesel dan Brayton kuantum. Mesin panas kuantum sistem kotak 1D n-keadaan yang dihasilkan memiliki unjuk kerja sebagai berikut. Efisiensi mesin panas kuantum sama dengan hasil perhitungan klasik dengan nilai harap Hamiltonian menggantikan peran temperatur. Jumlah tingkat energi yang dilibatkan dalam sistem berpotensi menurunkan unjuk kerja mesin panas kuantum yang mengandung proses ekspansi berkontak dengan reservoir. makin besar jumlah keadaan-eigen penyusun sistem makin rendah efisiensi mesin panas kuantum. Penurunan efisiensi oleh meningkatnya keadaan-eigen yang terlibat dapat dihambat dengan melakukan kontrol ekspansi terhadap proses tersebut.

•Jan 1, 2014•0 citations

Mesin Carnot Kuantum Berbasis Partikel Dua Tingkat di dalam Kotak Potensial Satu Dimensi

Yohanes Dwi Saputra, Agus Purwanto

Telah dihitung efisiensi mesin Carnot kuantum berbasis partikel dua tingkat di dalam kotak potensial takhingga satu dimensi.Hasilnya hanya bergantung pada rasio volume selama proses adiabatik.

Jurnal Fisika dan Aplikasinya•Jan 13, 2010•1 citation

Mesin Lenoir Kuantum Sistem 5 Fermion dalam Kotak 1D

Lara Sukmawati, Eny Latifah, Hari Wisodo

Mesin 3 tahap Lenoir berhasil dikomersilkan oleh Ѐtienne Lenoir. Sayangnya mesin ini memiliki efisiensi rendah, seperti halnya mesin klasik yang lain. Dengan demikian diperlukan eksplorasi implementasi sistem kuantum, mengingat implementasi kuantum berhasil meningkatkan efisiensi mesin non-Carnot. Penelitian ini mengimplementasikan prinsip mekanika kuantum dalam membangun mesin panas sedemikian hingga menghasilkan mesin panas kuantum. Sistem mesin panas yang dipilih pada penelitian ini adalah sistem 5 fermion yang terjebak dalam kotak 1D dengan salah satu batas dinding potensial dapat bergerak bebas seperti piston pada termodinamika klasik. Metode penelitian yang diaplikasikan adalah metode analitik teoritik dengan menerapkan model analogi termodifikasi. Model analogi adalah penerapan analogi kuantum terhadap sistem dan proses mesin panas klasik. Sistem 5 fermion dideskripsikan dengan persamaan Schrodinger. Fermion tidak diijinkan memiliki himpunan bilangan kuantum yang sama atau dua / lebih dan fermion tidak boleh mencapai satu keadaan yang sama, sehingga fungsi gelombangnya bersifat antisimetri. Sistem mesin Lenoir lima fermion memiliki dua keadaan terendah. Keadaan fermion sebagai solusi persamaan Schrodinger memberikan informasi nilai-eigen energi sistem dan probabilitasnya ditiap tingkat keadaan yang menentukan nilai harap Hamiltonian, analogi energi panas dan usaha. Selanjutnya perubahan kuantitas energi ini menjalani proses isokorik, ekspansi adiabatik, dan kompresi isobarik kuantum. Setelah menjalani satu siklus, sistem ini berhasil dikalkulasi dan nilai efisiensi yang dihasilkan masih rendah. Dengan demikian perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan mempertimbangkan komposisi probabilitas tiap keadaan.

Jurnal MIPA dan Pembelajarannya•Apr 30, 2023•0 citations
ABSTRAK Yasin, Agus. 2015. Mesin Carnot Kuantum Sistem Dua Partikel Simetri dalam Kotak Satu Dimensi pada Tiga Tingkat Energi Terendah. Skripsi. Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang. Pembimbing: (I) Dr. Eny Latifah, S.Si, M.Si, (II) Prof. Dr. Arif Hidayat, M.Si. Kata Kunci: mesin Carnot kuantum, partikel simetri, kotak satu dimensi Telah dilakukan penelitian Mesin Carnot kuantum yang dimodelkan secara analogis untuk sistem partikel dalam kotak satu dimensi. Model analogi tersebut membangun analogi kuantitas dan proses bagi sistem mekanika kuantum dari sistem klasiknya. Kajian mesin Carnot mekanika kuantum model analogi sebelumnya, menghadirkan problema dalam mendefinisikan gaya bagi sistem mekanika kuantum yang mengalami pertukaran energi. Mesin Carnot kuantum dalam penelitian ini mengimplementasikan hukum pertama termodinamika bagi sistem mekanika kuantum. Metode yang diimplementasikan untuk mendeskripsikan proses siklus Carnot kuantum adalah modifikasi model analogi mesin Carnot mekanika kuantum. Modifikasi yang dilakukan adalah pendeskripsian hukum pertama termodinamika bagi sistem mekanika kuantum yang tidak digunakan pada model analogi sebelumnya. Model analogi hasil modifikasi juga melakukan koreksi pada definisi gaya yang digunakan pada mesin Carnot kuantum. Selain itu, dalam penelitian sebelumnya, sistem belum ditinjau dengan zat kerja partikel simetri. Oleh karena itu, fokus kajian dalam penelitian ini akan mendeskripsikan mesin Carnot kuantum sistem kotak satu dimensi pada tiga tingkat energi terendah dengan zat kerja dua partikel simetri. Kemudian mendeskripsikan proses isotermal kuantum dan adiabatik kuantum yang terjadi dalam sistem tersebut. Dan setelah itu mencari efisiensinya. Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh tiga kesimpulan sebagai berikut. (1) Dua partikel simetri dalam kotak satu dimensi dengan tiga tingkat energi terendah memiliki enam konfigurasi dan enam energi eigen terkait. (2) Siklus Carnot kuantum dari dua partikel simetri sebagai zat kerja melalui empat proses, yaitu. (a) Proses ekspansi isotermal kuantum, dua partikel simetri akan tereksitasi dari keadaan dasar ke tingkat energi ketiga dan menyebabkan lebar kotak terekspansi. (b) Proses ekspansi adiabatik kuantum, sistem mengalami penurunan temperatur, tidak terjadi perubahan probabilitas, dan menyebabkan lebar kotak terekspansi. (c) Proses kompresi isotermal kuantum, dua partikel simetri akan tereksitasi dari tingkat energi ketiga ke keadaan dasar dan menyebabkan lebar kotak terkompresi. (d) Proses kompresi adiabatik kuantum, sistem mengalami peningkatan temperatur, tidak terjadi perubahan probabilitas, dan menyebabkan lebar kotak terkompresi menuju keadaan awal. (3) Efisiensi yang diperoleh yaitu . Efisiensi tersebut bernilai lebih kecil dibandingkan dengan efisiensi mesin Carnot kuantum sistem partikel tunggal pada tiga keadaan terendah dan efisiensi mesin Carnot kuantum sistem 2 boson pada dua keadaan terendah namun secara analog sama dengan efisiensi mesin Carnot klasiknya. Normal 0 false false false EN-US X-NONE X-NONE MicrosoftInternetExplorer4 /* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:Table Normal;
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-priority:99;
mso-style-qformat:yes;
mso-style-parent:;
mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt;
mso-para-margin-top:0in;
mso-para-margin-right:0in;
mso-para-margin-bottom:10.0pt;
mso-para-margin-left:0in;
line-height:115%;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:11.0pt;
font-family:Calibri,sans-serif;
mso-ascii-font-family:Calibri;
mso-ascii-theme-font:minor-latin;
mso-fareast-font-family:Times New Roman;
mso-fareast-theme-font:minor-fareast;
mso-hansi-font-family:Calibri;
mso-hansi-theme-font:minor-latin;
mso-bidi-font-family:Times New Roman;
mso-bidi-theme-font:minor-bidi;}
ABSTRAK Syawaluddin A., Muhammad. 2016. Mesin Carnot, Otto, Brayton, dan Diesel Kuantum Sistem massless-Boson Tunggal dalam Kotak Potensial 1 Dimensi. Naskah. Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang. Pembimbing: (I) Dr.Eny Latifah, M.Si, (II) Dr.Hari Wisodo, S.Pd, M.Si. Kata Kunci : Mesin Panas Kuantum, partikel Massless-Boson tunggal, kotak satu dimensi. Mesin panas merupakan suatu alat yang dapat mengkonfersi panas menjadi kerja. Beberapa contoh mesin panas adalah mesin Carnot, Otto, Brayton dan Diesel. Pada penelitian ini mempelajari sistem mekanika kuantum yang mirip dengan proses pada sistem mesin panas yang dikenal sebagai mesin panas kuantum. Sistem kuantum yang dimaksud adalahsistem partikel yang terjebak dalam kotak potensial 1 dimensi dengan salah satu batas dinding potensial dapat bergerak bebas. Telah dilakukan eksplorasi mesin Carnot, Otto, Brayton dan Diesel kuantum sistem Massless-Boson tunggal dalam kotak potensial 1 Dimensi sebagai zat kerja. Eksplorasi mesin panas dilakukan dengan menyelesaikan persamaan Klein-Gordon. Metode yang digunakan adalah permodelan analogi yang termodifikasi dari penggunaan hukum pertama termodinamika, sehingga dapat mendeskripsikan setiap proses pada masing-masing siklus mesin panas untuk sistem kuantum. Hasil akhir penelitian berupa formulasi dari efisiensi masing-masing mesin Panas untuk sistem kuantum berbasis Bosson tunggal tak bermassa yang terjebak dalam kotak 1 dimensi sebagai zat kerjanya. Terdapat kesesuaian hasil antara efisiensi mesin kuantum relativistik dengan sistem kuantum non-relativistik dan klasiknya. Diperoleh konstanta Laplace untuk sistem kuantum relativistik bernilai 2.
ABSTRAK Model analogi termodifikasi untuk mengeksplorasi mesin panas kuantum partikel fermion tidak memiliki representasi kuantitas temperatur, mengingat kuantitas temperatur diperankan oleh nilai harap Hamiltonian. Sementara dalam kajian mesin panas, kuantitas temperatur merupakan kuantitas utama, dengan demikian adalah urgen untuk melakukan penelitian tentang kuantitas temperatur dan kuantitas termodinamis lain pada kajian mesin panas kuantum. Telah dilakukan penelitian untuk mereproduksi kuantitas termodinamis mesin Carnot kuantum sistem fermion tunggal tak-bermassa dengan pendekatan mekanika statistik melalui fungsi partisi yang bersesuai dengan sistem kajian. Pendekatan statistik yang digunakan memenuhi statistika Maxwell-Boltzman. Fungsi partisi yang dibangun dengan nilai-eigen energi fermion tunggal tak- bermassa dalam kotak 1D menjadi fungsi-partisi-unik sistem yang selanjutnya digunakan sebagai jembatan antara mekanika kuantum dengan termodinamika. Bersandar pada fungsi-partisi-unik sistem, dilakukan pengukuran kuantitas energi rerata, temperatur, entropi, energi bebas Helmholtz, dan gaya yang bekerja pada sistem. Selanjutnya dihasilkan juga persamaan keadaan dan efisiensi mesin Carnot kuantum sistem fermion tunggal tak bermassa dalam kotak satu dimensi. Normal 0 false false false IN X-NONE X-NONE /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:Table Normal; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-parent:; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin-top:0cm; mso-para-margin-right:0cm; mso-para-margin-bottom:10.0pt; mso-para-margin-left:0cm; line-height:115%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:Calibri,sans-serif; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Times New Roman; mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-ansi-language:IN;}
ABSTRAK Qomariyah, Siti Nur. 2017. Siklus Otto Kuantum pada Sistem Dua Partikel Simetri Nonrelativistik dalam Kotak 1 Dimensi Tiga Tingkat Keadaan. Skripsi. Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang, Pembimbing: (I) Dr. Eny Latifah, S.Si, M.Si, (II) Prof. Dr. Arif Hidayat, M.Si. Kata Kunci: mesin Otto kuantum, kotak satu dimensi, partikel simetri Telah dilakukan penelitian tentang dua partikel simetri sebagai zat kerja  mesin Otto kuantum dengan tiga tingkat keadaan kotak satu dimensi terendah. Penelitian ini bertujuan untuk (1) Mereproduksi keadaan sistem dua partikel simetri dari tiga tingkat keadaan dalam kotak satu dimensi, (2) Mendapatkan proses siklus mesin panas Otto kuantum untuk dua partikel simetri pada tiga tingkat keadaan dalam kotak satu dimensi, dan (3) Mendapatkan nilai efisiensi mesin panas Otto kuantum untuk dua partikel simetri pada tiga tingkat keadaan dalam kotak satu dimensi. Metode yang digunakan adalah model analogi dari klasik ke kuantum dengan tetap mempertimbangkan hukum pertama termodinamika untuk sistem kuantum. Metode secara teoritis dengan menguraikan model fisis dan solusinya ke dalam bentuk teoritis dengan cara penurunan matematis serta mendeskripsikan makna fisisnya dari uraian tersebut. Penelitian ini dilaksanakan dalam beberapa tahap yaitu penentuan model, deskripsi zat kerja (working substance), penentuan zat awal (initial state), dan eksplorasi mesin. Berdasarkan penelitian yang dilakukan, diperoleh hasil sebagai berikut. (1) Dua partikel simetri dengan keadaan tiga tingkat keadaan dalam kotak satu dimensi memiliki enam konfigurasi yang mencirikan enam keadaan-eigen sistem. (2) Siklus Otto kuantum dari sistem dua partikel simetri diawali dengan keadaan dasar yang merupakan acuan kondisi awal proses, selanjutnya sistem mengalami empat tahap proses termodinamis untuk sistem kuantum. Tahap pertama adalah proses kompresi adiabatik kuantum, sistem mengalami perubahan lebar kotak secara terkompresi tanpa terjadi perubahan probabilitas tiap tingkat konfigurasi, meskipun tiap keadaan-eigen sistem yang merupakan fungsi lebar kotak mengalami perubahan seiring perubahan lebar kotak. Tahap kedua adalah proses isovolume kuantum yang merupakan proses yang disertai aliran kalor menuju sistem. Aliran kalor menyebabkan terjadinya perubahan probabilitas tiap keadaan-eigen meskipun tidak terjadi perubahan lebar kotak. Tahap ketiga adalah proses ekspansi adiabatik kuantum, selama proses ekspansi adiabatik sistem bertambah lebar tanpa disertai perubahan probabilitas tiap keadaan-eigen penyusun sistem. Tahap keempat adalah proses isovolume kuantum yang terjadi dengan disertai perubahan probabilitas tiap tingkat keadaan-eigen meskipun tidak terjadi perubahan lebar kotak. Selanjutnya sistem kembali ke keadaan dasar yang merupakan keadaan awal proses. (3) Efisiensi mesin Otto kuantum sistem dua partikel simetri berdasar hasil penelitian ini sama dengan nilai efisiensi mesin Otto klasiknya.  Normal 0 false false false IN ZH-CN X-NONE /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:Table Normal; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-parent:; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin-top:0cm; mso-para-margin-right:0cm; mso-para-margin-bottom:10.0pt; mso-para-margin-left:0cm; line-height:115%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:Calibri,sans-serif; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Times New Roman; mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-fareast-language:EN-US;}
Telah dilakukan kajian mesin Carnot, Otto, Diesel dan Brayton kuantum. Berbeda dengan mesin panas termodinamika klasik, mesin panas kuantum ini dikonstruksi oleh partikel kuantum, sebagai working substance, yang terkurung dalam kotak potensial 1D sehingga terbentuk energi diskrit dengan salah satu dinding potensial berperan layaknya piston yang dapat berekspansi dan berkompresi. Formulasi mesin panas kuantum sistem kotak 1D tidak memanfaatkan konsep temperatur. Konsep temperatur diperankan oleh nilai harap Hamiltonian sistem yang merupakan rata-rata ensambel energi system. Sedemikian hingga proses isotermal bagi ensambel kuantum dalam kontak dengan reservoir dianalogikan secara kuantum dengan mempertahankan nilai harap Hamiltonian konstan. Sementara proses adiabatik dideskripsikan dengan mempertahankan probabilitas kedudukan tiap tingkat energi sehingga konstan. Implementasi pendekatan analogi dilakukan untuk mengevaluasi mesin Carnot kuantum dengan berbagai variasi sistem kotak 1D, yakni sistem 3-keadaan, n-keadaan dan sistem 2 partikel. Model analogi perlu penyempurnaan dalam pendefinisian gaya dan pendeskripsian proses bagi sistem kuantum. Elaborasi mikroskopis terhadap hukum pertama termodinamika memandu pada definisi gaya dan deskripsi proses bagi sistem kuantum. Dengan demikian dilakukan penyempurnaan model analogi dengan mengintegrasikan formulasi mikroskopis hukum pertama termodinamika sehingga terwujud model analogi termodifikasi. Model analogi termodifikasi selanjutnya diimplementasikan untuk mengevaluasi mesin Otto, Diesel dan Brayton kuantum. Mesin panas kuantum sistem kotak 1D n-keadaan yang dihasilkan memiliki unjuk kerja sebagai berikut. Efisiensi mesin panas kuantum sama dengan hasil perhitungan klasik dengan nilai harap Hamiltonian menggantikan peran temperatur. Jumlah tingkat energi yang dilibatkan dalam sistem berpotensi menurunkan unjuk kerja mesin panas kuantum yang mengandung proses ekspansi berkontak dengan reservoir. makin besar jumlah keadaan-eigen penyusun sistem makin rendah efisiensi mesin panas kuantum. Penurunan efisiensi oleh meningkatnya keadaan-eigen yang terlibat dapat dihambat dengan melakukan kontrol ekspansi terhadap proses tersebut.
Mesin 3 tahap Lenoir berhasil dikomersilkan oleh Ѐtienne Lenoir. Sayangnya mesin ini memiliki efisiensi rendah, seperti halnya mesin klasik yang lain. Dengan demikian diperlukan eksplorasi implementasi sistem kuantum, mengingat implementasi kuantum berhasil meningkatkan efisiensi mesin non-Carnot. Penelitian ini mengimplementasikan prinsip mekanika kuantum dalam membangun mesin panas sedemikian hingga menghasilkan mesin panas kuantum. Sistem mesin panas yang dipilih pada penelitian ini adalah sistem 5 fermion yang terjebak dalam kotak 1D dengan salah satu batas dinding potensial dapat bergerak bebas seperti piston pada termodinamika klasik. Metode penelitian yang diaplikasikan adalah metode analitik teoritik dengan menerapkan model analogi termodifikasi. Model analogi adalah penerapan analogi kuantum terhadap sistem dan proses mesin panas klasik. Sistem 5 fermion dideskripsikan dengan persamaan Schrodinger. Fermion tidak diijinkan memiliki himpunan bilangan kuantum yang sama atau dua / lebih dan fermion tidak boleh mencapai satu keadaan yang sama, sehingga fungsi gelombangnya bersifat antisimetri. Sistem mesin Lenoir lima fermion memiliki dua keadaan terendah. Keadaan fermion sebagai solusi persamaan Schrodinger memberikan informasi nilai-eigen energi sistem dan probabilitasnya ditiap tingkat keadaan yang menentukan nilai harap Hamiltonian, analogi energi panas dan usaha. Selanjutnya perubahan kuantitas energi ini menjalani proses isokorik, ekspansi adiabatik, dan kompresi isobarik kuantum. Setelah menjalani satu siklus, sistem ini berhasil dikalkulasi dan nilai efisiensi yang dihasilkan masih rendah. Dengan demikian perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan mempertimbangkan komposisi probabilitas tiap keadaan.