Proses Adiabatis dan Isovolume Kuantum Sistem Dua Partikel Simetri

Muhammad Syawaluddin Akbar, Eny Latifah, Siti Nur Qomariyah, Deny Pra Setyo, Hari Wisodo, Arif Hidayat

Abstract


Sebagai piranti pengkonversi energi panas menjadi usaha, mesin panas harus memasuki era miniaturisasi lebih atas piranti yang deskripsi teoritiknya hanya dapat dilakukan dengan mekanika kuantum. Dengan demikian perlu dikonstruksi formulasi yang dapat mengendalikan sistem kuantum untuk menjalani proses termodinamis penyusun sistem mesin panas. Telah dilakukan rekonstruksi proses adiabatis dan isovolume sistem piston 1D dengan zat kerja 2 partikel kuantum yang simetri. Metode yang digunakan adalah model analogi dengan sistem termodinamika sebagai domain analogi dan sistem mekanika kuantum sebagai domain target. Pemodelan analogi meliputi analogi sistem dari piston menjadi kotak 1D dan analogi proses yang mengimplementasikan hukum pertama termodinamika untuk sistem kuantum. Hasil yang diperoleh adalah formulasi dan konfigurasi keadaan sistem, representasi energi selama proses isovolume dan adiabatik dan persamaan keadaan yang setara dengan persaman gas ideal. Dengan dihasilkannya mekanisme proses adiabatic dan isovolume sistem kuantum, akan dapat dibangun suatu proses siklus mesin Otto kuantum sistem 2 partikel simetri dan deskripsi efisiensinya.


Keywords


Quantum Heat engine; quantum adiabatic process; quantum isovolume process; two symmetry particles system

Full Text:

PDF

References


Bender CM, Brody DC dan Meister BK. Quantum mechanical Carnot engine. Journal of Physics A: Mathematical and General. 2000; 33(24): 4427–4436. DOI:10.1088/0305-4470/33/24/302.

Latifah E dan Purwanto A. Multiple-State Quantum Carnot Engine. journal of modern physics. 2011; 2(11): 1366–1372. DOI:10.4236/jmp.2011.211169.

Latifah E dan Purwanto A. Multiple-state quantum Otto engine, 1D box system. 2014; 137: 137–140. DOI:10.1063/1.4868768.

Latifah E dan Purwanto A. Quantum Heat Engines ; Multiple-State 1D Box System. 2013; 2013(August): 1091–1098.

Nalbach P dan Thorwart M. Enhanced quantum efficiency of light-harvesting in a biomolecular quantum “steam engine.” Proceedings of the National Academy of Sciences. 2013; 110(8): 2693–2694. DOI:10.1073/pnas.1220587110.

Stefanatos D. Optimal efficiency of a noisy quantum heat engine. Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. 2014; 90(1). DOI:10.1103/PhysRevE.90.012119.

Opatrný T dan Scully MO. Enhancing Otto-mobile efficiency via addition of a quantum carnot cycle. Fortschritte der Physik. 2002; 50(5–7): 657–663. DOI:10.1002/1521-3978(200205)50:5/7<657::AID-PROP657>3.0.CO;2-#.

Quan HT, Zhang P dan Sun CP. Quantum heat engine with multilevel quantum systems. Phys. Rev. E. 2005; 72(5): 56110. DOI:10.1103/PhysRevE.72.056110.

Quan HT, Liu Y, Sun CP dan Nori F. Quantum Thermodynamic Cycles and quantum heat engines. 2006; : 1–19. DOI:10.1103/PhysRevE.76.031105.

Dorfman KE, Voronine D V., Mukamel S dan Scully MO. Photosynthetic reaction center as a quantum heat engine. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2013; 110(8): 2746–2751. DOI:10.1073/pnas.1212666110.

Xu D, Wang C, Zhao Y dan Cao J. Polaron effects on the performance of light-harvesting systems: A quantum heat engine perspective. New Journal of Physics. 2016; 18(2): 1–10. DOI:10.1088/1367-2630/18/2/023003.

Silva R, Manzano G, Skrzypczyk P dan Brunner N. Performance of autonomous quantum thermal machines: Hilbert space dimension as a thermodynamical resource. Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. 2016; . DOI:10.1103/PhysRevE.94.032120.

Muñoz E dan Peña FJ. Quantum heat engine in the relativistic limit: The case of a Dirac particle. Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. 2012; 86(6): 1–11. DOI:10.1103/PhysRevE.86.061108.

Sukamto H, Purwanto A dan Subagyo A. Mesin Panas Kuantum Partikel Relativistik pada Sumur Potensial 2 Dimensi. 2014; : 103–107.

Purwanto A, Sukamto H, Subagyo BA dan Taufiqi M. Two Scenarios on the Relativistic Quantum Heat Engine. Journal of Applied Mathematics and Physics. 2016; 4(7): 1344–1353. DOI:10.4236/jamp.2016.47144.

Quan HT, Zhang P dan Sun CP. Quantum Heat Engine with Multilevel Quatum Systems. Phys. Rev. E. 2005; 72: 56110.

Latifah E dan Purwanto A. Quantum Heat Engines; Multiple-State 1D Box System. Journal of Modern Physics. 2013; 4(8): 1108–1115. DOI:10.4236/jmp.2013.48146.




Copyright (c) 2018 Muhammad Syawaluddin Akbar

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License