Distribusi Kecepatan Partikel Simulasi Dan Visualisasi Dinammika Molekul Dengan Model Potensial Lennard Jones

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Distribusi Kecepatan Partikel

Terjadinya distribusi kecepatan disebabkan molekul-molekul dalam materi memiliki kecepatan yang berbeda-beda. Gambar di bawah ini memperlihatkan keadaan molekul pada keadaan awal dan pada keadaan setelah beberapa time step yang berbeda. Simulasi dilakukan untuk jumlah partikel 256 dan 512. Setiap satu molekul dirancang agar molekul memiliki effnumber , artinya satu molekul mewakili ribuan atom dengan tujuan untuk mempermudah penghitungan selama kalkulasi. Effnumber diperoleh dari persamaan: masukkan jumlah molekul:256 setiap molekul mewakili 104874 atom Gambar 4.1 Distribusi awal kecepatan molekul Universitas Sumatera Utara masukkan jumlah molekul:256 setiap molekul mewakili 104874 atom jumlah selang waktu:10 Gambar 4.2 Distribusi akhir kecepatan molekul pada time step 10 masukkan jumlah molekul: 256 setiap molekul mewakili 104874 atom jumlah selang waktu:50 Gambar 4.3 Distribusi akhir kecepatan molekul pada time step 50 Universitas Sumatera Utara masukkan jumlah molekul:256 setiap molekul mewakili 104874 atom jumlah selang waktu:100 Gambar 4.4 Distribusi akhir kecepatan molekul pada time step 100 masukkan jumlah molekul:256 setiap molekul mewakili 104874 atom jumlah selang waktu:500 Gambar 4.5 distribusi akhir kecepatan molekul pada timestep 500 Universitas Sumatera Utara masukkan jumlah molekul:512 setiap partikel mewakili 52437 atom Gambar 4.6 distribusi awal kecepatan partikel masukkan jumlah molekul:512 setiap molekul mewakili 52437 atom jumlah selang waktu:10 Gambar 4.7 Distribusi akhir kecepatan molekul pada timestep 10 Universitas Sumatera Utara masukkan jumlah molekul:512 setiap molekul mewakili 52437 atom jumlah selang waktu:100 Gambar 4.8 Distribusi akhir kecepatan molekul pada time step 100 masukkan jumlah molekul:512 setiap molekul mewakili 52437 atom jumlah selang waktu:100 Gambar 4.9 Distribusi akhir kecepatan molekul pada tmestep 500 Universitas Sumatera Utara masukkan jumlah molekul:512 setiap molekul mewakili 52437 atom jumlah selang waktu:1000 Gambar 4.10 Distribusi akhir molekul ada timestep 1000 Berdasarkan gambar-gambar di atas dapat dilihat bagaimana partikel-partikel terdistribusi dalam berbagai selang waktu. Laju akar rata-rata kuadrat root-mean square speed merupakan laju molekul efektif yang stabil. Pada gambar terdapat kondisi awal dimana seua molekul yang terlibat memiliki distribusi laju Vx yang sama. Tetapi kondisi ini tidak akan bertahan terus untuk waktu yang lama karena laju partikel akan berubah dengan adanya tumbukan-tumbukan. Banyaknya molekul yang mempunyai laju misal v 1 dan v 2 menyamai luas di bawah kurva garis v 1 dan v 2 . Jumlah molekul dalam sebuah interval ∆V yang diberikan akan semakin besar jika laju bertambah besar sampai ke suatu titik maksimum dan kemudian secara asymptotic menuju nol, sedangkan jangkauan kelajuannya menjadi lebih besar sehingga distribusi tersebut akan semakin melebar seperti yang tampak pada gambar. Hal ini dapat terjadi jika V ≤Vrms. Simulasi dilakukan untuk jumlah partikel 256 dimana setiap partikel memiliki 104874 atom pada time step yang berbeda. Penjelasan yang sama juga diperoleh untuk jumlah partikel 512 dimana setiap partikel mewakili 52437 atom pada time step yang berbeda. Universitas Sumatera Utara

4.2 Jalan bebas rata-rata molekul