Revisi per 7 Desember 2007 08.16 sunting Escarbot (bicara \| kontrib) Bot 127.630 suntingan k bot Menambah: ko:알갱이 ← Revisi sebelumnya		Revisi per 14 Februari 2008 13.24 sunting balikkan Borgxbot (bicara \| kontrib) 259.487 suntingan k Robot: Cosmetic changes Revisi selanjutnya →
Baris 1: '''Material butiran''' adalah [[bahan]] atau [[material]] yang terdiri dari butiran-butiran bahan lain yang lebih kecil. Contoh sederhana dari material butiran adalah [[pasir]], [[kacang\|kacang-kacangan]] (bijinya), [[Biji\|biji-bijian]], [[tepung]], dan [[kelereng]]. Material butiran ini termasuk penting karena dia menunjukkan sifat-sifat lain yang kadang dimiliki hanya oleh [[padat~~\|padatan~~]]an, [[cairan]] atau [[gas]]. == Wujud zat tambahan == [[~~Gambar~~Berkas:Wujud-zat.png\|thumb\|225px\|Wujud zat]] Tidaklah berlebihan apabila bahkan sampai ada yang mengusulkan bahwa material butiran dapat dikatakan sebagai suatu [[fase benda\|fase]] tersendiri dari wujud [[zat]], seperti terlihat dalam gambar berikut ini (A: padat ~~–~~– memiliki bentuk sendiri, B: cair ~~–~~– memiliki tinggi yang sama, C: gas ~~–~~– memenuhi wadahnya, dan D: butiran ~~–~~– bergantung asupan [[energi]]). Perlu dicatat bahwa yang dimaksud dengan wujud adalah wujud atau sifat secara keseluruhan, karena pembentuk material butiran tetap berwujud padat, akan tetapi wujud mereka secara kelompoklah yang dapat berubah-ubah antara padat, cair dan gas. Baris 12: Hal yang menarik dari material jenis ini, selain fasanya yang dapat berubah-ubah sesuai dengan kondisi lingkungannya (perubahan fasa ini tidak merubah fasa butiran), adalah munculnya banyak fenomena yang belum dapat dirumuskan oleh ilmu [[fisika]] yang ada, misalnya saja dengan Efek Kacang Brasil (''Brazil Nut Effect'') dan Kebalikan Efek Kacang Brasil (''Reverse Brazil Nut Effect''), osilasi, avalansi, segregasi dan turbulensi. [[~~Gambar~~Berkas:vandu-start.jpg\|thumb\|130px\|Keadaan sebelum butiran digetarkan secara vertikal]] [[~~Gambar~~Berkas:vandu-end.jpg\|thumb\|130px\|Keadaan pada akhir eksperimen]] Efek Kacang Brasil: campuran dua buah butiran berbeda ukuran yang diasup energi dari luar berupa [[vibrasi]] akan membuat terjadinya pemisahan antara kedua butiran, butiran besar di atas dan butiran besar di bawah, dan hal ini tidak tergantung dari massa satuan kedua butiran tersebut. Kebalikan Efek Kacang Brasil: kebalikan dari Efek Kacang Brasil, di mana butiran yang lebih kecil akan berada di atas dan yang lebih besar di bawah. Baris 28: == Kebalikan efek kacang Brasil == [[~~Gambar~~Berkas:Bne-rbne.png\|thumb\|200px\|Kebalikan efek kacang Brasil]] [[~~Gambar~~Berkas:Hong-BN-RBN.png\|right\|220px]] Kebalikan efek kacang Brasil ditunjukkan oleh Breu ''et. al.'' (Phys. Rev. Lett. '''90''', 014302 (2003)). Menurutnya, kedua efek ini dapat diperoleh. Baris 42: == Avalansi == [[~~Image~~Berkas:Wooden_hourglass.jpg\|thumb\|100px\|Jam pasir]] Avalansi ada suatu fenomena material butiran di mana bersifat sebagai padatan yang diam akan tetapi apabila tercapai suatu keadaan kritis maka akan terjadi perubahan yang tiba-tiba sehingga konfigurasi material butiran berubah untuk kemudian kembali stabil dan diam seperti padatan. Saat terjadi perubahan tersebut dapat dikatakan material butiran bersifat sebagai cairan, walau hanya sesaat. Contoh miniatur dari fenomena ini adalah jam pasir. Baris 54: == Iblis Maxwell == [[~~Gambar~~Berkas:Maxwells_Demon.png\|thumb\|220px\|Iblis Maxwell]] Material butiran dapat menunjukkan bahwa suatu ekperimen dalam pemikiran (''thought experiment''/''Gedankenexperiment'') yang dikenal sebagai Iblis Maxwell (''Maxwell's Demon'') dapat terealisasi dalam simulasi, sebagaimana dilakukan oleh Jens Eggers (Phys. Rev. Lett. '''83''', 5322–5325 (1999)), untuk mendukung percobaan yang ditunjukkan oleh H. J. Schlichting dan V. Nordmeier (Math. Naturwiss. Unterr. '''49''', 323 (1996)). Baris 63: == Segregasi == [[~~Gambar~~Berkas:Segregasi.png\|thumb\|225px\|Contoh-contoh segregasi]] Segregasi atau pemisahan merupakan salah satu fenomena material butiran yang dapat amat dimanfaatkan oleh industri. Akan tetapi fenomena ini harus pula diperhatikan efesiensi pemanfaatannya apabila dibandingkan dengan teknologi yang telah ada, yaitu proses penyaringan dan pemisahan secara gaya berat (ban berjalan dan putaran sentrifugal). Dalam material butiran terdapat berbagai macam segregasi yang dapat dibedakan dari domain yang terbentuk, yaitu antara lain vertikal (contohnya adalah EKB dan KEKB), horisontal (dalam wadah dengan penyekat), dan radial (dalam drum yang diputar). == Osilasi == [[~~Gambar~~Berkas:Osilasi-imit-lambiotte.png\|thumb\|225px\|Osilasi]] Dengan menggunakan wadah yang diberi penyekat suatu fenomena osilasi campuran dua buah material butiran telah ditunjukkan melalui simulasi dinamika molekular dan model persamaan diferensial biasa, seperti telah dilakukan oleh R. Lambiotte, J.M. Salazar dan L.Brenig (Physics Letters A '''343''' (2005) 224-230). Baris 87: == Termodinamika Butiran == Pada bagian ini akan disampaikan perumusan yang telah dilakukan oleh H. J. Herrmann untuk mengadakan konsep termodinamika dalam material butiran. Dalam [[~~Termodinamika\|~~termodinamika]] dikenal banyak variabel, seperti halnya energi dalam ''U'', kalor ''Q'', kerja ''W'', entropi ''S'', entalpi ''H'', energi bebas Gibbs ''G'', energi bebas Helmholtz ''F'', volum ''V'', tekanan ''P'', dan kapasitas panas ''<math>C_V</math>''. Variabel-variabel ini ada kalanya saling terkait dan kadang saling bebas, bergantung dari sistem yang ditinjau. Umumnya dapat dibentuk ''U'', ''F'', ''H'' dan ''G'' sebagai fungsi dari ''T'', ''S'', ''V'' dan ''P'' yang dapat menghasilkan kumpulan persamaan yang dikenal sebagai [[Hubungan Maxwell]]. <center> Baris 124: == Efek Leidenfrost == [[~~Gambar~~Berkas:Leidenfrost-granular.png\|thumb\|225px\|Efek Leidenfrost Butiran]] Baru-baru ini ditemukan bahwa material butiran pun dapat menunjukkan efek leidenfrost, di mana fasa padat dari butiran dapat menunggangi fasa gas. Pada efek leidenfrost sebenarnya, fasa cair menunggangi fasa gas, Eshuis dkk. dari Universitas Twente, Belanda, menjelaskan dengan model dan percobaan bahwa efek ini membutuhkan nilai ''(af)'' tertentuk agar dapat terjadi, di mana ''a'' adalah amplitudo getaran wadah dan ''f'' adalah frekuensi getarannya. == Material butiran 1D == [[~~Gambar~~Berkas:Mat_but_1D.png\|thumb\|225px\|Material butiran 1D]] Yang dimaksud dengan material butiran 1D (satu dimensi) adalah suatu model eksperimen, simulasi ataupun teori yang dikembangkan dengan membatasi derajat kebebasan butiran sehingga hanya bisa bergerak translasi ke satu arah. Dua buah contohnya adalah mainan [[ayunan Newton]] (''Newton's cradle'') dan untaian manik-manik. Baris 135: Pada mainan pendulum Newton (gambar sebelah kiri), umumnya sebagai alat demo, digunakan bola-bola ukuran dan massa jenis yang sama, sehingga dapat ditunjukkan bahwa hukum kekekalan momentum linier berlaku di sini. Akan tetapi pada pengamatan lebih lanjut dapat dilakukan modifikasi untuk ukuran dan massa jenis yang berbeda seperti yang dilakukan oleh Lovett ''et. al.'' (Eur. J. Phys. '''9''' 323-328 (1988)) dan bahkan dapat diperluas sampai membentuk kisi-kisi, seperti yang dilakukan oleh Bond ''et. al'', Sedangkan untaian manik-manik (gambar sebelah kanan) telah digunakan oleh Hayakawa ''et. al'' (arXiv:cond-mat/9703075) dan Blanchard ''et. al.'' (arXiv:cond-mat/9901113) di bawah supervisi Hong, untuk menunjukkan bahwa profil kerapatan (density profile) ''~~ρ~~ρ'' terhadap pusat massa ''z'' memenuhi salah satu fungsi distribusi yang terkenal, yaitu fungsi distribusi [[~~Statistik_Fermi~~Statistik Fermi-Dirac\|Fermi Dirac]]. == Logam butiran == [[~~Gambar~~Berkas:Logam_butiran.png\|thumb\|225px\|Logam butiran]] Logam butiran umumnya tersusun seperti [[roti lapis]] (''sandwich''), yaitu dua buah lempeng bahan tak-menghantar (isolator) yang di tengah-tengahnya disisipkan butiran-butiran logam. Kadang kala suatu logam butiran dapat dianggap seakan-akan sebagai larik (''array'') dari titik kuantum (''quantum dot''), yang dari sisi teori dan eksperimen mempunyai kekhususan menarik secara [[fisika]]. Dalam logam butiran, bukan lagi sifat material butiran yang dinamis (fase, temperatur/energi kinetik, distribusi/posisi) yang diperhatikan, melainkan sifat-sifat listrik dan kekuatannya mekaniknya (kelenturan, kegetasan). == Pranala luar == {{en}} [http://mrsec.uchicago.edu/granular/introduction.html An Introduction to Granular Physics] {{en}} A. P. J. Breu, H.-M. Ensner, C. A. Kruelle, and I. Rehberg, "Reversing the Brazil-Nut Effect: Competition between Percolation and Condensation", [http://scitation.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=PRLTAO000090000001014302000001&idtype=cvips&gifs=yes Phys. Rev. lett. '''90''', 014302 (2003)] [[Kategori:Bahan]]▼ {{en}} Daniel C. Hong, Paul V. Quinn, and Stefan Luding, "Reverse Brazil Nut Problem: Competition between Percolation and Condensation", [http://prola.aps.org/abstract/PRL/v86/i15/p3423_1 Phys. Rev. Lett. '''86''', 3423 (2001)] {{en}} Jens Eggers, "Sand as Maxwell's Demon" [http://prola.aps.org/abstract/PRL/v83/i25/p5322_1 Phys. Rev. Lett. 83, 5322–5325 (1999)] Baris 161 ⟶ 160: * {{en}} Sparisoma Viridi, Malte Schmick, and Mario Markus, "Experimental observations of oscillations and segregation in a binary granular mixture", [http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevE.74.041301 Phys. Rev. E 74, 041301 (2006)]. ▲[[Kategori:Bahan]] [[Kategori:Bahan]] [[Kategori:Material butiran\| ]]

Material butiran: Perbedaan antara revisi