Memahami Koefisien Joule-Thomson dan Algoritma Kadane untuk Jumlah Subarray Maksimum

Memahami Koefisien Joule-Thomson

Koefisien Joule-Thomson adalah konsep penting dalam termodinamika, terutama dalam memahami bagaimana gas berperilaku ketika mereka mengembang atau terkompresi tanpa adanya pertukaran panas dengan lingkungan. Koefisien ini memprediksi apakah gas akan mendingin atau memanas selama proses tersebut. Fenomena ini sangat penting dalam sistem pendinginan dan pipa gas alam.

Memecah Formula

Rumus untuk koefisien Joule-Thomson diberikan oleh:

• ∂H / ∂PTurunan parsial entalpi (H) terhadap tekanan (P), diukur dalam energi per unit tekanan (misalnya, Joule per Pascal).
• cpKapasitas panas spesifik pada tekanan konstan, diukur dalam satuan energi per suhu per massa (misalnya, Joule per Kelvin per kilogram).

Contoh Perhitungan

Misalkan turunan parsial entalpi terhadap tekanan adalah 10 J/Pa dan kapasitas panas spesifik pada tekanan konstan adalah 1000 J/K·kg. Koefisien Joule-Thomson adalah:

Aplikasi dalam Kehidupan Nyata

Mari kita membahas pipa gas alam. Ketika gas diperluas melalui katup atau sumbat berpori, ia dapat mendingin akibat efek Joule-Thomson, mencegah kondisi berbahaya dan meningkatkan efisiensi sistem.

Penggunaan Parameter

• turunanSebagianEnthalpiTerhadapTekananLaju perubahan entalpi karena perubahan tekanan.
• kapasitas panas spesifik pada tekanan konstanJumlah panas yang diperlukan untuk meningkatkan suhu massa unit gas sebesar satu derajat pada tekanan konstan.

Validasi Data

Kondisi kesalahan: Jika baik turunan parsial entalpi terhadap tekanan atau kapasitas panas spesifik pada tekanan konstan sama dengan nol, maka nilai kembalian harus berupa pesan kesalahan yang menyatakan 'Input tidak valid: Pembagian dengan nol.'

Ringkasan

Memahami koefisien Joule-Thomson membantu kami merancang sistem pendinginan yang lebih baik dan mengelola pipa gas dengan efisien. Ini mencakup esensi interaksi termodinamika antara perubahan tekanan dan suhu dalam gas.

Menjelaskan Algoritma Kadane - Jumlah Subarray Maksimum

Algoritma Kadane adalah metode yang populer dalam ilmu komputer untuk menemukan subarray kontigu dalam array numerik satu dimensi yang memiliki jumlah terbesar. Algoritma ini merupakan dasar dalam berbagai bidang, dari pemodelan keuangan hingga pengolahan sinyal waktu nyata.

Rumus Algoritma Kadane

Contoh Perhitungan

Pertimbangkan array: [−2,1,−3,4,−1,2,1,−5,4]. Algoritma Kadane berjalan sebagai berikut:

• maxCurrentSum = maxGlobalSum = -2
• Langkah melalui array: 1 (maxCurrentSum = 1; maxGlobalSum = 1)
• Langkah melalui array: -3 (maxCurrentSum = -2; maxGlobalSum = 1) ... dan seterusnya.

Kasus Penggunaan Dunia Nyata

Dalam perdagangan saham, investor sering mencari periode berturut turut di mana pengembalian kumulatif dimaksimalkan. Algoritma Kadane dapat secara efisien menentukan interval semacam itu, membantu dalam pengambilan keputusan keuangan yang tepat.

Penggunaan Parameter

• arraySebuah array nilai numerik (misalnya, perubahan harga saham harian) di mana jumlah subarray kontigu maksimum harus ditentukan.

Validasi Data

Kondisi kesalahan: Jika array masukan kosong, kembalikan pesan kesalahan yang menyatakan 'Input tidak valid: Array tidak boleh kosong.'

Ringkasan

Algoritma Kadane memberikan alat yang sederhana namun kuat untuk menyelesaikan masalah jumlah subarray maksimum dengan kompleksitas waktu linier, menjadikannya alat yang penting dalam pemecahan masalah algoritmik.