CJR Fisika Statistik [PDF]

Citation preview

CRITICAL JOURNAL REVIEW Fungsi partisi dan Energi bebas Helmholtz



DI S U S U N OLEH KELOMPOK 1 BESTRICA KURNIA SARI



(NIM 8186175005)



KHAIRUN NISYA



(NIM 8186175001)



PENDIDIKAN FISIKA PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS NEGERI MEDAN MEDAN 2019



KATA PENGANTAR



Segala puji atas segala nikmat yang telah diberikan Tuhan Yang Maha Esa kepada kita semua termasuk terselesaikannya Critical Journal Review yang membahas Fungsi partisi dan Energi bebas Helmholtz dengan dua buah jurnal yang akan dibandingkan sebagai amanat yang diberikan kepada kami didalam memenuhi tugas mata kuliah Fisika Statistik. Penulis berterimak a si h k e p a d a B a p a k d a n Ib u d o s e n ya n g su d ah m em be ri k an bimbingannya kepada kami untuk penyelesaian tugas ini. Dalam penyelesaian makalah ini penyusun merasa masih banyak kekurangan baik pada



teknis



penulisan



dimiliki penyusun.



maupun



Untuk



kritik



yang dan



lainnya, saran



mengingatkan dari



kemampuan



semua



pihak



yang sangat



penulis harapkan demi penyempurnaan makalah yang sudah diselesaikan.



Medan, Oktober 2019 Penulis



Kelompok 1



i



DAFTAR ISI



KATA PENGANTAR ............................................................................................... i DAFTAR ISI.............................................................................................................. ii BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................... 1 1.1 RASIONALISASI PENTINGNYA CJR .................................................. 1 1.2 TUJUAN PENULISAN CJR .................................................................... 1 1.3 MANFAAT PENULISAN CJR ................................................................ 2 1.4 IDENTITAS JURNAL .............................................................................. 2 BAB II RINGKASAN ISI ......................................................................................... 3 2.1 RINGKASAN ISI JURNAL 1 ................................................................. 3 2.2 RINGKASAN ISI JURNAL 2 ................................................................. 3 BAB III PEMBAHASAN ANALISIS....................................................................... 4 3.1 PEMBAHASAN ARTIKEL JURNAL 1 ................................................. 4 3.2 PEMBAHASAN ARTIKEL JURNAL 2 ................................................. 6 3.3 ANALISIS KELEBIHAN DAN KEKURANGAN ................................. 8 BAB IV PENUTUP ................................................................................................... 10 4.1 KESIMPULAN JURNAL 1 ..................................................................... 10 4.2 KESIMPULAN JURNAL 2 ..................................................................... 10 4.3 SARAN .................................................................................................... 10 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 11



ii



BAB I PENDAHULUAN



1.1 Rasionalisasi Pentingnya Critical Journal Review Critical Journal Review (CJR) merupakan suatu hal yang penting bagi mahasiswa karena mempermudah dalam membahas inti hasil penelitian yang telah ada. Terdapat beberapa hal penting sebelum kita mereview jurnal, seperti menemukan jurnal yang sesuai dengan topik yang diangkat, membaca keseluruhan dari isi jurnal dan mencoba untuk menuliskan kembali dengan bahasa sendiri pengertian dari jurnal tersebut. Jurnal memiliki beberapa ciri-ciri, seperti dibatasi sesuai ketentuan yang ditetapkan oleh organisasi penerorganisasi yang memuat jurnal ilmiah; memiliki judul dan nama penulis serta alamat email dan asal organisasi penulis; terdapat abstract yang berisi ringkasan dari isi jurnal, introduction, metodologi yang dipakai sebelumnya dan metodologi yang diusulkan, implementasi, kesimpulan dan daftar pustaka. Langkah penting dalam mereview sebuah jurnal, yaitu mengemukakan bagian pendahuluan, mengemukakan bagian diskusi, mengemukakan bagian kesimpulan. Hal-hal yang perlu ditampilkan dalam critical journal review, yaitu mengungkapkan beberapa landasan teori yang digunakan oleh peneliti sebagai acuan dalam penelitiannya dan tujuan apa yang ingin dicapai; mengungkapkan metode yang digunakan, subjek penelitian, teknik pengumpulan data, alat pengumpul data, dan analisis data yang digunakan; mengambil hasil dari penelitian yang telah dilakukan dengan memberikan deskripsi secara singkat, jelas, dan padat; serta menyimpulkan isi dari jurnal.



1.2 Tujuan Penulisan Critical Journal Review 



Memahami dan menganalisis kelebihan dan kekurangan dari suatu jurnal.







Mempermudah dalam membahas inti hasil penelitian yang telah ada.







Mencari dan mengetahui informasi yang ada dalam suatu jurnal.







Meningkatkan kemampuan memahami dan menganalisis kelebihan dan kekurangan dari suatu jurnal.







Mempermudah dalam membahas inti hasil penelitian yang telah ada.



1



1.3 Manfaat Critical Journal Review 



Membantu semua kalangan dalam mengetahui inti dari hasil penelitian yang terdapat dalam suatu jurnal.







Menjadi bahan evaluasi dalam pembuatan suatu jurnal di penerbitan berikutnya.







Membantu semua kalangan dalam mengetahui inti dari hasil penelitian yang terdapat dalam suatu jurnal.



1.4 Identitas Jurnal Identitas Jurnal Pertama yang direview 1. Judul Jurnal



: Gibbs free energy and Helmholtz free energy for a three-dimensional Ising-like model



2. Nama Jurnal



: Journal of Condensed Matter Physics



3. Edisi terbit



: 2011, Vol. 14, No 4,



4. Pengarang Jurnal



: M.P. Kozlovskii, R.V. Romanik



5. Penerbit



: Institute for Condensed Matter Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine



6. Kota Terbit



: 1 Svientsitskii Str., 79011 Lviv, Ukraine



7. Halaman



: 43002: 1–10



8. Nomor DOI



: 10.5488/CMP.14.43002



9. Website



: http://www.icmp.lviv.ua/journal



Identitas Jurnal Kedua yang direview 1. Judul artikel



: Koreksi Tekanan Gas Ideal untuk Plasma sebagai Materi Fase ke empat dan Penerapannya pada plasma Argon



2. Nama Jurnal



: Jurnal Berkala Fisika



3. Edisi terbit



: Vol. 12 , No. 4, Oktober 2009



4. Pengarang



: Muhammad Nur



5. Penerbit



: UNDIP



6. Kota Terbit



: Malang



7. Halaman



: 161 – 170



8. Nomor ISSN



: 1410 - 9662



2



BAB II RINGKASAN ISI ARTIKEL JURNAL



2.1 Ringkasan Isi Artikel Jurnal Pertama Perilaku kritis sistem Ising-like 3D dipelajari pada tingkat pertimbangan mikroskopis. Energi bebas pemesanan dihitung secara analitik sebagai fungsi eksplisit suhu, bidang eksternal dan parameter awal model. Dengan pendekatan terpadu, energi bebas Gibbs dan Helmholtz diperoleh dan ketergantungannya pada bidang eksternal dan parameter pesanan, masing-masing, disajikan secara grafis. Wilayah stabilitas, metastabilitas, dan ketidakstabilan ditetapkan pada bidang suhu parameter-pesanan. Cara pelaksanaan konstruksi Maxwell yang terkenal diusulkan pada tingkat mikroskopis.



2.2 Ringkasan Isi Artikel Jurnal Kedua Pehitungan secara analitik telah dilakukan untuk memperoleh perumusan tekanan pada plasma. Perhitungan dengan pendekatan non kuantum ini megunakan fungsifungsi termodinamika dalam gas seperti entropi, entalpi, energi bebas Helmholtz, energi bebas Gibs dan fungsi-fungsi partisi partikel dalam Plasma. Perumusan yang diperoleh digunakan untuk menentukan tekanan pada plasma korona Argon densitas tinggi dan plasma Argon gelombang mikro pada tekanan gas awal 1 atmosfer. Hasil pehitungan tekanan diperoleh perbedaan dantara tekanan gas panas dengan tekanan kondisi plasma sebesar ΔPplasma1/24π Pgas dimana tekanan pada kondisi plasma lebih kecil dari tekanan gas panas. Penerapan terhadap plasma korona argon densitas tinggi, ditemukan bahwa tekanan plasma berubah secara parabolik terhadap perubahan densitas dan tekanan plasma berubah secara linear terhadap temperatur.



3



BAB III PEMBAHASAN ANALISIS



3.1 Pembahasan Artikel Jurnal Pertama 3.1.1



Metode



Dalam penelitian kami, kami mempertimbangkan sistem N Ising spin ditempatkan di situs kisi kubik sederhana dari spasi c. Hamiltonian dari sistem seperti itu di bidang eksternal sudah dikenal luas.



Di sini, (ri, j) adalah potensi interaksi jarak pendek antara putaran yang terletak di situs ke-i dan ke-j, variabel putaran yang saya ambil pada nilai ± 1, H adalah bidang eksternal. Kami tidak membatasi penjumlahan di (2.1) ke tetangga terdekat. Untuk tujuan ini, (r) = const × exp (−r / b) dapat dipilih sebagai potensi interaksi dengan rentang efektif b.



Diketahui juga bahwa masalah ini belum terpecahkan. Karakteristik kritis universal sistem tiga dimensi (3D) berhasil digambarkan dalam berbagai pendekatan. Di antara mereka ada baiknya menyebutkan metode teoritis dan renormalisasi kelompok (RG) lapangan [8], yang juga memungkinkan seseorang untuk menghitung karakteristik nonuniversal (amplitudo kritis, suhu kritis), tetapi tanpa memperhitungkan ketergantungan pada parameter awal Hamiltonian. Metode alternatif untuk penyelidikan teoritis dari model yang dipertimbangkan adalah metode CV [5], yang memiliki keuntungan menjadi pendekatan mikroskopis berturut-turut, yang, pada gilirannya, memungkinkan fungsi termodinamika dan karakteristik fisik sistem menjadi secara eksplisit diperoleh sebagai fungsi suhu, bidang, dan parameter mikroskopis dari model. Dalam kerangka pendekatan "4-model" representasi fungsional untuk fungsi partisi dalam hal CV k adalah sebagai berikut:



4



Kami akan mematuhi pendekatan yang diadopsi dalam [15], di mana koefisien ck1, f0, h0 juga didefinisikan (lihat persamaan (4.4), (4.17), (4.23), dan (4.49) di [15]), dan mengambil E1 = 24.551, E2 = 8.308. Informasi tentang makna fisik koefisien n0 dapat ditemukan dalam [16]. Nilai numerik dari semua koefisien yang digunakan untuk mendapatkan hasil grafis akhir disajikan pada tabel 1. Perlu ditekankan bahwa setelah memperbaiki nilai parameter RG s = s (s = 3,5977 dalam perhitungan saat ini), hanya tersisa satu inisial parameter, yang merupakan rasio rentang efektif interaksi b terhadap konstanta kisi c. Semua koefisien lainnya dapat diekspresikan melalui b / c [10, 17].



3.1.2



Hasil



Berdasarkan metode yang disebutkan di atas, dalam pekerjaan [11] serta di [16] energi bebas model 3D Ising-like dihitung sebagai logaritma fungsi partisi (2.4) dikalikan dengan −kT dan disajikan dalam bentuk beberapa kontribusi.



Di sini, istilah Fa adalah bagian analitis dari energi bebas dan tidak mempengaruhi perilaku kritis sistem. Dua istilah terakhir dalam r.h.s. dari (3.1) memiliki ketergantungan non-analitik pada suhu dan bidang eksternal. Ekspresi eksplisit untuk F (±) s dan F (±) 0 adalah



Kuantitas (±) s dari (3.2) termasuk kontribusi dari rezim kritis dari fluktuasi parameter pesanan dan dari rezim Gaussian (LGR) yang membatasi (untuk perinciannya, lihat [11, 16]). Rezim kritis yang disebutkan dicirikan oleh simetri RG.



5



Tabel 2. Nilai numerik eksponen kritis. CV, metode variabel kolektif; MF, nilai bidang rata-rata; HT, hasil ekspansi suhu tinggi; FT, pendekatan teori medan



Juga harus disebutkan bahwa sifat penskalaan untuk karakteristik fisik dari model yang dipertimbangkan dibahas dalam karya sebelumnya. Pada bagian 3 pekerjaan [10] fungsi penskalaan untuk energi bebas (Gibbs), untuk parameter pesanan, dan untuk kerentanan dihitung



3.2 Pembahasan Artikel Jurnal Kedua 3.2.1



Metode



Penelitian ini dibagi atas dua tahapan. Tahapan pertama dilakukan perhitungan secara analitik untuk mendapatkan koreksi terhadap perumusan hubungan antara tekanan, densitas dan temperatur dalam gas ideal untuk kondisi gas menjadi plasma. Perhitungan ini megunakan fungsifungsi termodinamika dalam gas seperti entropi, entalpi, energi bebas Helmholtz, energi bebas Gibs dan fungsi-fungsi partisi partikel dalam Plasma. Pendekatan yang dilakukan tidak menggunakan pendekatan kuantum (non quantum approach). Tahapan berikutnya adalah menggukan formula yang diperoleh untuk diterapkan pada plasma korona argon. Data temperatur sebagai fungsi densitas ini merupakan data skunder dari penelitian Nur(1997) dengan akuisisi data dilakukan melalui teknik spektroskopi dan memanfaatkan pelebaran spektrum karena interaksi Van der Waals [11]. Tekanan dalam plasma yang diperoleh melalui formula tekanan terkoreksi terhadap gas dibandingkan dengan tekanan gas dengan menggunakan persamaan gas ideal. Hasil perhitungan analitik juga diterapkan untuk menentukan tekanan dalam gas panas dan plasma pada plasma argon yang dibangkitkan dengan gelombang mikro pada tekanan awal gas sebesar 1 atm, hasil penelitian Yubero et al.



6



3.2.2



Hasil



Tekanan dalam Plasma Analitik fungsi-fungsi termodinamika dalam Plasma Sebagai materi fase ke empat, plasma mempunyai fungsi termodinamika dan distribusi sendiri, yang diantaranya berbeda dengan gas. Misalnya distribusi Saha yang hanya dikenal dalam kondisi gas terionisasi. Fungsi-fungsi termodinamika dalam plasma diselesaikan berawal dari fungsifungsi partisi relatif pada setiap partikel dalam plasma. Tahap pertama ditinjau entropi. Dalam kasus sederhana, entropi diperoleh dari hipotesa Boltzmann, yakni menunjukkan hubungan antara entropi dan probabilitas dari keadaan makroskopik yang paling mungkin.



Fungsi Helmholtz dan Tekanan dalam Plasma Tekanan di dalam plasma merupakan tekanan dalam gas ideal setelah melalui koreksi karena hasil interaksi antar partikel. Interakaksi ini disebabkan “gas panas” dalam plasma yang terbentuk dari ion-ion positif, ionion negatif, elektron, molekul netral, atom netral, diantaranya memilik muatan, satu dengan yang lain mengalami interaksi khususnya interkasi Coulomb. Tekanan (P) dalam plasma dapat diturunkan melalui diferensial total dari fungsi Helmholtz (4) untuk suatu transformasi reversibel.



Tekanan dalam Plasma Korona Argon Penelitian tentang temperatur sebagai fungsi densitas partikel dalam reaktor plasma telah dilakukan. Temperatur plasma diperoleh berdasarkan analisa plebaran spektrum dalam plasma argon yang densitas gas masukan divariasi. Karena interaksi Van der Walls (VdW) terjadi pelebaran spektrum. Dengan menggunakan lebar setengah penuh spektrum pada panjang gelombang 696,5 nm, temperatur plasma dapat ditentukan.



Table: Temperatur plasma Argon ditentukan berdasarkan plebaran spektrum Van der Waals pada tekanan gas awal dalam reaktor 1 atm (105 Pa atau n=2.6867774×1025 atom m−3) berdasarkan penelitian Yubero et al [12], dan Tekanan Plasma berdasarkan persamaan (41)



7



Yubero et al [12] telah melakukan penelitian terhadap pelebaran spektrum pada plasma Argon pada tekanan gas awal dalam reaktor 1 atm. Temperatur ditentukan berdasarkan pelebaran spektrum karena interaksi Van der Waals. Spektrum yang diambil untuk penentuan temperatur adalah spektrum emisi ArI 603,2 nm, 549,6 nm dan 522,1 nm Jika kita bandingkan hasil penentuan tekanan yang menggunakan data Yubero et al [12] (disingkat dengan PPY) dengan tekanan yang menggunakan data Nur [11] (disingkat PPN) pada temperatur plasma yang sama sekitar 1000 K, diperoleh nilai PPN = 20 PPY. Hal ini dapat dijelaskan pada kondisi plasma korona Nur [11] densitas dapat dikondisikan jaus lebih besar. Hal lain yang berpengauh adalah daya yang digunakan dalam pembangkitan plasma. Pada Yubero at al [12], densitas n=2.6867774×1025 atom m−3, temperatur sekitar 1000 K sedangkan pada penelian Nur [11] temperatur 1000 K untuk densitas n=55 4×1025 atom m−3.



3.3 Kelebihan dan Kekurangan Isi Artikel Jurnal 3.3.1



Jurnal Pertama



Kelebihan isi artikel Jurnal 



Menampilkan teori-teori yang relevan berkaitan dengan judul yang diangkat artikel







Tahapan-tahapan penulisan sudah di paparkan dengan baik, dari analisis hingga penerapan







Referensi yang digunakan dalam mengambil kajian pustaka banyak sehingga pembahasannya terlihat luas dan mendalam.







Menampilkan informasi hasil penelitian dengan disertai tabel sehingga lebih menarik dan memudahkan pembaca dalam memahami isi artikel.







Informasi yang diberikan terkait jurnal sudah lengkap sehingga memudahkan pembaca untuk mengidentifikasi jurnal tersebut.



8



Kekurangan isi artikel Jurnal 



Teori yang ditampilkan kurang banyak







Jarak spasinya terlalu rapat







Terdapat beberapa istilah yang tidak dijelaskan secara detail



3.3.2



Jurnal Kedua



Kelebihan isi artikel Jurnal 



Banyak menampilkan teori-teori yang relevan berkaitan dengan judul yang diangkat artikel.







Tahapan-tahapan penulisan juga di paparkan dengan baik, dari analisis hingga penerapan.







Menampilkan informasi hasil penelitian dengan disertai gambar sehingga lebih menarik dan memudahkan pembaca dalam memahami isi artikel.







Pengaturan huruf, spasi dan tat letak dalam penulisan sudah baik.







Informasi yang diberikan terkait jurnal sudah lengkap sehingga memudahkan pembaca untuk mengidentifikasi jurnal tersebut.



Kekurangan isi artikel Jurnal 



Referensi yang digunakan dalam mengambil kajian pustaka tidak banyak sehingga pembahasannya terlihat sempit dan kurang mendalam.







Banyaknya pembahasan serta ketidakjelasan tahapan penulisan membuat pembaca mesti bekerja keras dan tidak bisa berharap dengan hal yang simpel dan praktis







Terdapat beberapa istilah yang tidak dijelaskan secara detail



9



BAB IV PENUTUP



4.1 Kesimpulan Jurnal 1 Dalam karya ini, ekspresi analitik untuk energi bebas Gibbs dari sistem yang mirip Ising diperoleh dan diselidiki dekat transisi fase orde kedua. Penekanan dibuat pada kehadiran bidang eksternal dan pada situasi di mana bidang berubah arah. Beberapa konsep teori fenomenologis transisi fase yang didefinisikan dengan baik - mis. Energi Landau, konstruksi Maxwell, konstruksi tangen ganda - diturunkan dan diperiksa ulang pada tingkat mikroskopis. Kami berharap bahwa pendekatan yang diuraikan dan hasil yang disajikan harus bermanfaat dalam penyelidikan lebih lanjut dari perilaku kritis dalam sistem seperti Ising 3D dengan metode analitis; khususnya, untuk mendapatkan kurva koeksistensi dan kurva spinodal untuk suatu sistem setidaknya di sekitar titik kritis. Ada kepercayaan umum [14, 20, 22] bahwa cairan sederhana milik kelas universalitas Ising. Oleh karena itu, kami menganggap hasil ini penting dari perspektif menggunakan metode ini untuk deskripsi perilaku kritis dalam cairan sederhana.



4.2 Kesimpulan Jurnal 2 Secara perumusan analitik terdapat perbedaan antara tekanan gas panas dan tekanan plasma pada densitas dan temperatur yang sama. Tekanan plasma lebih kecil sebesar Pgas/24π dibandingkan tekanan gas panas. Hasil penentuan tekanan berdasarkan datadata eksperimen plasma korona diperoleh bahwa tekanan berubah secara parabolik sebagai fungsi densitas dan berubah secara linear karena pengaruh temperatur. Tekanan gas panas dan tekanan plasma hasil penentuan dari data eksperimen tedapat perbedaan yang sangat sangat kecil yakni 1/24π atau sebesar 1,33 %.



4.3 Saran Disarankan menggunakan artikel pada jurnal pertama jika ingin menjadikan referensi seputar fungsi partisi dan energi bebas Helmholtz, karena pembahasannya lebih luas dan lengkap.



10



DAFTAR PUSTAKA



Romanik (2011). Gibbs free energy and Helmholtz free energy for a three-dimensional Ising-like model. Journal of Condensed Matter Physics Vol. 14, No 4, 2011, Page 43002: 1–10, DOI : 10.5488/CMP.14.43002. Published by Institute for Condensed Matter Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine 1 Svientsitskii Str., 79011 Lviv, Ukraine, URL: http://www.icmp.lviv.ua/journal.



Muhammad Nur (2009). Koreksi Tekanan Gas Ideal untuk Plasma sebagai Materi Fase ke empat dan Penerapannya pada plasma Argon. Jurnal Berkala Fisika Vol. 12 , No. 4, Oktober 2009, Page 161 – 170, ISSN : 1410 – 9662. UNDIP : Malang.



11