Prev : Distribusi/Statistik Maxwell-Boltzmann (Distribusi Partikel Klasik pada Tingkat Energi Kontinu)
Dalam suatu sistem yang berada pada keseimbangan termal dengan suhu T dengan tingkat energi kontinu E, kita peroleh dari sebelumnya bahwa distribusi partikel memiliki probabilitas yang dapat diungkapkan sebagai
(1)
dengan kB adalah konstanta Boltzmann. Dengan demikian banyaknya partikel pada tingkat energi E adalah
(2)
Kita mengetahui bahwa energi total sistem U dapat diperoleh menggunakan hubungan
(3)
atau secara diskrit
(4)
Bentuk penjumlahan di atas pada dasarnya merupakan bentuk rata-rata, yakni rata-rata energi partikel. Kita dapat menuliskannya sebagai
(5)
Apabila tingkat energi sistem kontinu, kita dapat menuliskan ungkapan rata-rata Persamaan (5) dalam bentuk integral, dengan merata-ratakan tingkat energi dari nol ke tak hingga, yakni
sehingga
dan kita peroleh
(6)
Dari sini dapat kita peroleh bahwa ungkapan kBT pada dasarnya merupakan ungkapan untuk rata-rata energi partikel. Energi total dari sistem kemudian dinyatakan sebagai
(7)
Ungkapan ini menyatakan kesebandingan antara suhu dengan energi total. Semakin besar suhunya, maka artinya energi totalnya juga semakin besar.
Energi total ini umumnya disebut sebagai energi dalam. Energi dalam ini pada dasarnya adalah energi keseluruhan yang dimiliki oleh masing-masing partikel dalam sistem. Apabila sistem merupakan gas, maka perlu diingat bahwa partikel-partikel dapat bergerak baik secara lurus (translasi), berputar (rotasi), maupun bergetar (vibrasi). Energi dalam kemudian dapat diperoleh dengan menjumlahkan ketiga bentuk energi ini, ditambah dengan energi-energi lain yang mungkin dapat memengaruhi gerakan partikel, seperti energi potensial terhadap gravitasi Bumi.
Next : Distribusi/Statistik Maxwell-Boltzmann (Energi Kinetik Rata-rata/Partikel Monoatomik)
Science and Games 