Компьютер и современные представления о наноструктуре поверхности жидкости Д.И. Жуховицкий гл. н. сотр. ОИВТ РАН. - презентация

1 Компьютер и современные представления о наноструктуре поверхности жидкости Д.И. Жуховицкий гл. н. сотр. ОИВТ РАН

2 Объединенный Институт Высоких Температур Российская Академия Наук Москва

3 Граница паржидкость: плавный переход или слоистая структура? плавный переход или слоистая структура? Газ Жидкость Газ Жидкость Промежуточная фаза

4 Частицы делятся на три типа: Частицу 1 с радиус-вектором назовем внутренней, если существует по крайней мере одна частица 2 с числом связей более четырех и координатой такой, что выполняются условия где – число частиц кластера в единице объема. Частицы, не являющиеся внутренними и имеющие более четырех ближайших соседей, будем называть поверхностными, а частицы с числом связей менее пяти отнесем к виртуальным цепям.

5

6 Поперечные сечения кластеров, содержащих 1592 (1) и 2320 (2) частиц. Темные кружки внутренние частицы, заштрихованные поверхностные, светлые виртуальные цепи. Поверхностные частицы формируют монослой, сильно искривленный тепловыми флуктуациями. Для внутренних частиц число связей не менее 10, а частицы, имеющие не более четырех связей, образуют виртуальные цепи.

7

8 Выделим поверхностные частицы, расположенные между двумя параллельными плоскостями. Полярные координаты каждой частицы представим в виде Спектральные амплитуды сечений определялись усреднением как по конфигурациям кластера, так и по углам Эйлера при вращении каждой конфигурации:

9

10 Спектральные амплитуды сечений кластеров, содержащих 150 (1), 1000 (2), 3000 (3) и (4) частиц, при температуре 0.75 глубины межчастичного потенциала (численный эксперимент). Точки теоретический расчет для частиц.

11 где Согласно теории флуктуаций, изменение свободной энергии Гиббса есть где константа связи, С помощью теоремы о равнораспределении получим Условие конечности избыточной поверхности кластера

12 где позволяет найти максимальное значение l и связь между константой связи и поверхностным натяжением : Здесь универсальная постоянная.

13 Спектральные амплитуды капиллярных (1, 2 ) и объемных (3) флуктуаций для кластера, содержащего частиц при температуре 0.75 глубины межчастичного потенциала. (1) теория, (2, 3) молекулярная динамика.

14 Толщина межфазной границы паржидкость определяется величиной Толщина переходного слоя неограниченно возрастает с ростом площади поверхности!

15

16 При усреднении конфигураций границы паржидкость получаются плавные зависимости характеристик вещества в переходной области.

17 Малые кластеры и виртуальные цепи

18 Малые кластеры, характеризуемые минимальным числом связей, образуют виртуальные цепи. Их статсумма вычисляется аналитически: откуда следует, например, уравнение состояния кластерного пара

19 Спасибо за внимание! Подробности на сайте