Perbedaan utama antara model Debye dan Einstein adalah bahwa model Debye memperlakukan getaran kisi atom sebagai fonon dalam sebuah kotak sedangkan model Einstein memperlakukan padatan sebagai banyak individu, osilator harmonik kuantum yang tidak berinteraksi.
Istilah model Debye dan model Einstein digunakan terutama dalam kimia fisik, mengenai sifat termodinamika zat padat. Model Debye dinamai demikian setelah ilmuwan Peter Debye pada tahun 1912. Model Einstein dinamai menurut Einstein yang mengajukan teori aslinya pada tahun 1907.
Apa itu Model Debye?
Model Debye adalah metode yang dikembangkan oleh ilmuwan Peter Debye untuk memperkirakan kontribusi fonon terhadap panas spesifik dalam zat padat. Istilah ini berada di bawah termodinamika dalam kimia fisik keadaan padat. Sebuah fonon dapat didefinisikan sebagai eksitasi kolektif dalam pengaturan periodik, elastis atom atau molekul dalam materi terkondensasi (khususnya padat dan cair). Istilah panas spesifik, di sisi lain, mengacu pada kapasitas panas suatu zat dibagi dengan massa zat (atau, itu adalah jumlah energi yang harus ditambahkan sebagai panas ke satu unit massa zat untuk naikkan satu satuan suhu).
Model Debye, tidak seperti model Einstein, memperlakukan getaran kisi atom zat padat sebagai fonon dalam sebuah kotak. Model dapat secara akurat memprediksi ketergantungan suhu rendah dari kapasitas panas yang sebanding dengan T3 (hukum Debye T3).
Gambar 01: Perbandingan Model Debye dan Einstein
Kita dapat menggambarkan model Debye sebagai keadaan padat yang setara dengan hukum radiasi benda hitam Planck. Hukum radiasi benda hitam Planck memperlakukan radiasi elektromagnetik sebagai gas foton, tetapi model Debye memperlakukan getaran atom sebagai fonon dalam sebuah kotak.
Apa itu Model Einstein?
Model Einstein adalah metode yang dikembangkan oleh Einstein pada tahun 1907 berdasarkan dua asumsi: setiap atom dalam kisi padat bertindak sebagai osilator harmonik kuantum 3D independen dan semua atom berosilasi dengan frekuensi yang sama. Oleh karena itu, model Einstein adalah metode berbasis padat yang berlawanan dengan model Debye. Asumsi bahwa benda padat memiliki osilasi independen sangat akurat. Osilasi ini adalah gelombang suara atau fonon yang merupakan mode kolektif yang melibatkan banyak atom. Namun, menurut model Einstein, setiap atom berosilasi secara independen.
Gambar 02: Grafik yang Menunjukkan Model Einstein untuk Benda Padat
Menurut model Einstein, kita dapat mengamati bahwa kalor jenis zat padat mendekati nol secara eksponensial dengan cepat pada suhu rendah. Ini terjadi karena semua osilasi memiliki satu frekuensi yang sama. Perilaku yang benar kemudian dijelaskan dalam model Debye sebagai modifikasi dari model Einstein.
Apa Perbedaan Model Debye dan Einstein?
Model Debye dan Einstein adalah konsep termodinamika dalam kimia fisik. Perbedaan utama antara model Debye dan Einstein adalah bahwa model Debye memperlakukan getaran kisi atom sebagai fonon dalam sebuah kotak sedangkan model Einstein memperlakukan padatan sebagai banyak osilator harmonik kuantum individu yang tidak berinteraksi.
Infografik berikut merangkum perbedaan antara model Debye dan Einstein.
Ringkasan – Model Debye vs Einstein
Model Debye dan Einstein adalah konsep termodinamika dalam kimia fisik. Perbedaan utama antara model Debye dan Einstein adalah bahwa model Debye menekankan getaran kisi atom sebagai fonon dalam sebuah kotak sedangkan model Einstein memperlakukan padatan sebagai banyak osilator harmonik kuantum individu yang tidak berinteraksi.
