Fenomena Transport (Termodinamika)

Fisika adalah ilmu pengetahuan yang paling mendasar karena berhubungan dengan perilaku dan struktur benda. Bidang Fisika biasanya dibagi menjadi gerak, fluida, panas, suara, cahaya, listrik dan magnet, dan topik-topik modern seperti relativitas, struktur atom, fisika statistik, fisika zat padat, fisika nuklir, dan partikel elementer. Ilmu Fisika semakin berkembang dengan adanya berbagai bidang ilmu yang memanfaatkan hukum, prinsip, konsep serta teori fisika. Seperti misalnya pada fisika yang memanfaatkan statistik dalam pembelajarannya, yang dikenal dengan istilah fisika statistik. Dalam asumsi dasar gas ideal, dinyatakan bahwa semua arah dari kecepatan molekul mempunyai kecepatan yang sama. Asumsi ini memberi petunjuk bahwa arah kecepatan molekul pada suatu saat bisa dianggap ke arah mana saja dengan kecepatan yang sama. Oleh karena molekul atau atom bergerak ke segala arah, dapat dipahami bahwa molekul atau atom dalam pergerakannya akan saling bertumbukan satu sama lainnya. Tumbukan ini makin sering apabila pergerakan molekul makin hebat, yakni jika temperaturnya makin tinggi. Kita akan berusaha untuk menentukan jumlah tumbukan rata-rata molekul. Untuk menentukan jumlah tumbukan rata-rata ini kita memandang pergerakan suatu molekul dan untuk memudahkan penentuannya kita anggap semua molekul kecuali satu molekul lain adalah diam dan tersebar merata dalam ruang. Molekul didalam ruang memiliki kecepatan yang berbeda-beda, sehingga molekul akan saling bertumbukan satu dengan lainnya. Nah, dalam pembahasan makalah ini akan bertujuan untuk menentukan jumlah tumbukan rata-rata dan jalan bebas rata-rata suatu molekul. Dalam analisis ini digunakan asumsi-asumsi yaitu molekul statis, molekul yang memiliki kecevatan konstan.

FENOMENA
Pernahkan anda di rumah membuat minuman teh? Pada saat kalian membuatnya, tentu kalian akan mencampurkan cairan teh tawar dengan gula. Nah setelah tercampur dan diaduk, maka teh itu akan terasa manis. Mengapa hal itu bisa terjadi? Hal ini merupakan Salah satu contoh dari fenomena transport yang berkaitan dengan peristiwa difusi. Difusi adalah pergerakan molekul dari daerah konsentrasi tinggi ke daerah konsentrasi rendah melalui gerak molekul acak. Perhatikan gambar berikut

Gambar di atas menunjukkan bahwa molekul gula yang memiliki konsentrasi lebih tinggi akan berpindah ke molekul air yang memiliki konsentrasi lebih rendah. Pada saat terjadi difusi tampak bahwa molekul-molekul bergerak secara acak karena semua molekul memiliki energy gerak (energi kinetik) dan terus-menerus bertabrakan satu sama lain. Di sini molekul air mentransfer sebagian energi kinetik mereka ke molekul yang lebih besar.

Jalan Bebas Rata-Rata molekul statis Molekul atau atom bergerak dengan bermacam-macam kecepatan ke segala arah. Oleh sebab itu dapat kita pahami bahwa molekul atau atom dalam pergerakannya akan saling bertumbukan satu dan lainnya. Tumbukan ini akan semakin cepat apabila temperaturnya makin tinggi. Kita akan berusaha menentukan jumlah tumbukan rata-rata per satuan waktu. Di antara dua tumbukan, molekul berjalan lurus dan jalan antara kedua tumbukan yang berturut-turut ini disebut jalan bebas. Sesuai dengan tumbukan berturut-turut yang terjadi secara tak teratur, jalan bebas juga mempunyai panjang yang bermacam-macam. Panjang rata-rata dari jalan bebas ini disebut jalan bebas rata-rata. Untuk menentukan jumlah tumbukan rata-rata ini kita memandang pergerakan suatu molekul, dan untuk memudahkan penentuannya akan kita anggap semua molekul lainnya kecuali molekul ini adalah diam dan tersebar merata dalam ruang. Anggapan molekul statis tentunya tidak sesuai dengan kenyataan, sehingga hasilnya pun tidak akan cocok dengan keadaan sesungguhnya, tetapi perhitungan teoretis ini telah memberikan dasar perhitungan atau penentuan jumlah tumbukan serta jalan bebas rata-ratanya.

Nah Bagaimana penjelasan terkait dengan jumlah tumbukan suatu molekul dan jalan bebas rata-rata molekul yang dianggap diam/statis? Bagaimana penjelasan terkait dengan jumlah tumbukan suatu molekul dan jalanbebas rata-rata molekul yang memiliki kecevatan konstan? Bagaimana analisis distribusi jalan bebas molekul? Silakan download selengkapnya dalam bentuk [PDF]