Jalan bebas rata-rata molekul

4.2 Jalan bebas rata-rata molekul

Tumbukan-tumbukan berurutan yang dialami oleh molekul-molekul akan bergerak dengan laju konstan sepanjang garis lurus. Simulasi dilakukan dengan kotak simulasi dimana memiliki volume sebesar 1 kubik-mikron. Dengan volume yang sangat kecil ini, maka sudah dapat dipastikan bahwa julah atom sangat banyak sekali dapat mencapai orde 10 6 bahkan lebih sehingga proses komputasi satu per satu partikel akan memakan waktu yang sangat lama. Oleh karena itu, pada program dirancang agar partikel memiliki effnumber , artinya satu partikel mewakili ribuan atom, juga merupakan kumpulan molekul sehingga posisinya akan merupakan posisi rata-rata. Demikian pula kecepatannya, yaitu kecepatan rata-rata kumpulan molekul tersebut. Kecepatan awal partikel menurut sumbu y dan sumbu z ditetapkan nol dan kecepatan menurut sumbu x adalah ± v init . Lebar sel Lc dalam orde jalan bebas rata-rata, sehingga sel dapat dianggap homogen. Selang waktu τ = a.Lcv, dimana nilai a dipilih 1 misalnya a=0.2. dengan demikian setiap partikel rata-rata menghabiskan beberapa selang waktu dalam kotak simulasi. masukkan jumlah molekul yang akan disimulasi: 2 satu molekul simulasi=1.34238e+007 atom lebar sistem adalah 15.9784 dari jalan bebas rata2n masukkan kecepatan dinding sebagai bil.mach: 0.4 kecepatan dinding -3.89352 dan 3.89352 mdet Gambar 4.11 Jalan bebas rata-rata untuk 2 molekul Universitas Sumatera Utara masukkan jumlah molekul yang akan disimulasi: 4 satu molekul simulasi=6.71192e+006 atom lebar sistem adalah 15.9784 dari jalan bebas rata2n masukkan kecepatan dinding sebagai bil.mach: 0.4 kecepatan dinding -3.89352 dan 3.89352 mdet Gambar 4.12 Jalan bebas rata-rata untuk 4 molekul masukkan jumlah molekul yang akan disimulasi: 6 satu molekul simulasi=4.47461e+006 atom lebar sistem adalah 15.9784 dari jalan bebas rata2n masukkan kecepatan dinding sebagai bil.mach: 0.4 kecepatan dinding -3.89352 dan 3.89352 mdet Gambar 4.13 Jalan bebas rata-rata untuk 6 molekul Universitas Sumatera Utara masukkan jumlah molekul yang akan disimulasi: 8 satu molekul simulasi=3.35596e+006 atom lebar sistem adalah 15.9784 dari jalan bebas rata2n masukkan kecepatan dinding sebagai bil.mach: 0.4 kecepatan dinding -3.89352 dan 3.89352 mdet Gambar 4.14 Jalan bebas rata-rata untuk 8 molekul Gambar di atas mendemonstrasikan gerakan kontinu dari molekul-molekul yang bergerak ke segala arah dengan berbagai laju. Jika molekul-molekul adalah sangat banyak sehingga menempati seluruh ruangan yang tersedia bagi molekul-molekul tersebut, dan tidak ada lagi ruangan untuk gerakan translasi, maka jalan bebas rata-rata akan sama dengan nol. Karena partikel-partikel yang terlibat sangat banyak jumlahnya, maka banyaknya molekul yang sama akan menumbuk partikel-partikel pada semua sisi pada setiap saat. Untuk partikel-partikel yang lebih kecil dan jumlah molekulnya lebih kecil maka banyaknya molekul yang menumbuk hanyalah merupakan kemungkinan, mungkin tidak sama sehingga akan terjadi fluktuasi. Garis- garis yang berliku-liku memperlihatkan kedudukan dari masing-masing partikel yang terlibat. Universitas Sumatera Utara

4.3 Potensial Lennard Jones