Прояви існування колективного переносу в атомарних рідинах та рідких металах
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe66.3.247Ключові слова:
тепловий рух молекул, колективний перенос, коефiцiєнт самодифузiї молекул рiдиниАнотація
В роботi дослiджується прояв колективних складових теплового руху “частинок” (молекул та iонiв) у поведiнцi їх ефективних радiусiв. Встановлено конкретний вигляд температурної залежностi ефективних радiусiв молекул та iонiв. Демонструється їх добре узгодження з гiдродинамiчними радiусами, що визначаються за формулою Айнштайна–Стокса. Звертається увага на вiдмiнностi мiж значеннями радiусiв частинок, що використовуються для опису термодинамiчних та кiнетичних властивостей рiдин.
Посилання
V.S. Oskotskii. To the theory of quasielastic scattering of cold neutrons in liquid. Fiz. Tverd. Tela 5, 1082 (1963) (in Russian).
I.Z. Fisher. Hydrodynamic asymptotics of autocorrelation function of molecular velocity in classical fluid. Zh. Eksp. Teor. Fiz. 61, 1647 (1971) (in Russian).
T.V. Lokotosh, N.P. Malomuzh. Lagrange theory of thermal hydrodynamic fluctuations and collective diffusion in liquids. Physica A 286, 474 (2000).
https://doi.org/10.1016/S0378-4371(00)00107-2
L.A. Bulavin, T.V. Lokotosh, N.P. Malomuzh. Role of the collective self-diffusion in water and other liquids. J. Mol. Liq. 137,1 (2008).
https://doi.org/10.1016/j.molliq.2007.05.003
T.V. Lokotosh, N.P. Malomuzh, K.N. Pankratov. Thermal motion in water-electrolyte solutions according to quasielastic incoherent neutron scattering data. J. Chem. Eng. Data 55, 2021 (2010).
https://doi.org/10.1021/je9009706
T.V. Lokotosh, M.P. Malomuzh, K.M. Pankratov, K.S. Shakun. New results in the theory of collective self-diffusion in liquids. Ukr. J. Phys. 60, 697 (2015).
https://doi.org/10.15407/ujpe60.08.0697
L.A. Bulavin, P.G. Ivanitskii, V.G. Krotenko, V.N. Lyaskovskaya. Neutron studies of water self-diffusion in aqueous
electrolyte solutions. Zh. Fiz. Khim. 61, 3270 (1987) (in Russian).
L.A. Bulavin, A.A. Vasilkevich, A.K. Dorosh, V.T. Krotenko, V.I. Slisenko. Self-diffusion of water in aqueous solutions of singly charged electrolytes. Ukr. Fiz. Zh. 31, 1703 (1986) (in Russian).
V.T. Krotenko, A.K. Dorosh, P.G. Ivanitskii, L.A. Bulavin, V.I. Slisenko, A.A. Vasilkevich. Neutron studies of self-diffusion of water molecules in electrolyte solutions. Zh. Strukt. Khim. 33, 72 (1992) (in Russian).
https://doi.org/10.1007/BF00753063
L.A. Bulavin, N.P. Malomuzh, K.N. Pankratov. Self-diffusion features in water. Zh. Strukt. Khim. 47, S54 (2006) (in Russian).
https://doi.org/10.1007/s10947-006-0377-6
L.A. Bulavin, N.P. Malomuzh, K.N. Pankratov. The character of the thermal motion of water molecules according
to the data of quasielastic incoherent scattering of slow neutrons. Zh. Strukt. Khim. 47, 54 (2006) (in Russian).
S.A. Mikhailenko, V.V. Yakuba. Self-diffusion and nuclear magnetic relaxation in liquid mixtures CH4-CF4. Ukr. Fiz. Zh. 26, 784 (1981) (in Russian).
S.A. Mikhailenko, V.V. Yakuba. Self-diffusion and nuclear magnetic relaxation in liquid propylene and its mixtures with krypton. Ukr. Fiz. Zh. 27, 712 (1982) (in Russian).
N.P. Malomuzh, I.Z. Fisher. On the collective nature of thermal motion in liquids. Fiz. Zhidk. Sost. No. 1, 33 (1973) (in Russian).
I.V. Blazhnov, N.P. Malomuzh, S.V. Lishchuk. Temperature dependence of density, thermal expansion coefficient
and shear viscosity of supercooled glycerol as a reflection of its structure. J. Chem. Phys. 121, 6435 (2004).
https://doi.org/10.1063/1.1789474
N.P. Malomuzh, V.N. Makhlaichuk. Theory of self-diffusion in liquid metals. Rasplavy 5, 561 (2018) (in Russian).
N.P. Malomuzh. Nature of self-diffusion in fluids. Ukr. J. Phys. 63, 1076 (2018).
https://doi.org/10.15407/ujpe63.12.1076
R.A. Swalin. On the theory of self-diffusion in liquid metals. Acta Metallurgica 7, 736 (1959).
https://doi.org/10.1016/0001-6160(59)90179-8
D.K. Belashchenko. Computer simulation of liquid metals. Usp. Fiz. Nauk 183, 1281 (2013) (in Russian).
https://doi.org/10.3367/UFNr.0183.201312b.1281
D.K. Belashchenko. Embedded atom model application to liquid metals: Liquid rubidium. Russ. J. Phys. Chem. 80, 1567 (2006).
https://doi.org/10.1134/S0036024406100062
N. Jakse, A. Pasturel. Transport properties and Stokes-Einstein relation in Al-rich liquid alloys. J. Chem. Phys. 144, 244502 (2016).
https://doi.org/10.1063/1.4954322
F. Demmel, A. Tani. Stokes-Einstein relation of the liquid metal rubidium and its relationship to changes in the
microscopic dynamics with increasing temperature. Phys. Rev. E 97, 062124 (2018).
L.A. Bulavin. Neutron Diagnostics of Liquid Matter State (Institute for Safety Problems of Nuclear Power Plants of the NAS of Ukraine, 2012) (in Ukrainian).
N.P. Malomuzh , V.P. Oleynik. Nature of the kinematic shear viscosity of water. J. Struct. Chem. (Russia) 49, 1055 (2008).
https://doi.org/10.1007/s10947-008-0178-1
P.V.Makhlaichuk, V.N.Makhlaichuk, N.P.Malomuzh. Nature of the kinematic shear viscosity of low-molecular
liquids with averaged potential of Lennard-Jones type. J. Mol. Liq. 225, 577 (2017).
https://doi.org/10.1016/j.molliq.2016.11.101
L.A. Bulavin, A.I. Fisenko, N.P. Malomuzh. Surprising properties of the kinematic shear viscosity of water. Chem. Phys. Lett. 453, 183 (2008).
https://doi.org/10.1016/j.cplett.2008.01.028
V.M. Makhlaichuk. Qualitative properties of shear viscosity in liquids. Ukr. J. Phys. 63, 986 (2018).
https://doi.org/10.15407/ujpe63.11.986
V.N. Makhlaichuk. Kinematic shear viscosity of liquid alkaline metals. Ukr. J. Phys. 62, 672, (2017).
https://doi.org/10.15407/ujpe62.08.0672
N.P. Malomuzh, V.N. Makhlaichuk. Peculiarities of self-diffusion and shear viscosity in transition and post-transition metals. Rasplavy 5, 578 (2018) (in Russian).
N.W. Ashcroft, J. Lekner. Structure and resistivity of liquid metals. Phys. Rev. B 45, 83 (1976).
D.K. Belashchenko. Transfer Phenomena in Liquid Metals and Semiconductors (Atomizdat, 1970) (in Russian).
P. Protopapas, H.C.Andersen, N.A.D. Parlee. Theory of transport in liquid metals. I. Calculation of self-diffusion coefficients. J. Chem. Phys. 59, 15 (1973).
https://doi.org/10.1063/1.1679784
J.O. Hirschfelder, Ch.F. Curtiss, R.B. Bird. Molecular Theory of Gases and Liquids (Wiley, 1967).
H.M. Lu, G. Li, Y.F. Zhu, Q. Jiang. Temperature dependence of self-diffusion coefficient, J. Non-Cryst. Solids 352, 2797 (2006).
https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2006.03.049
S. Koneshan, J.C. Rasaiah, R.M. Lynden-Bell, S.H. Lee. Solvent structure, dynamics, and ion mobility in aqueous solutions at 25∘C. J. Phys. Chem. B 102, 4193 (1998).
https://doi.org/10.1021/jp980642x
D.K. Belashchenko. Application of the embedded atom model to liquid metals: Liquid sodium. High Temp. 47, 494 (2009).
https://doi.org/10.1134/S0018151X09040063
D.K. Belashchenko. Computer simulation of liquid zinc. High Temp. 50, 61 (2012).
https://doi.org/10.1134/S0018151X11060058
J. Frenkel. Kinetic Theory of Liquids (Dover, 1955).
A.R. Dexter, A.J. Matheson. Elastic moduli and stress relaxation times in liquid argon. J. Chem. Phys. 54, 203 (1971).
https://doi.org/10.1063/1.1674594
CRS Handbook of Chemistry and Physics: A Ready-Reference Book of Chemical and Physical Data. Edited by R.C. West (CRC Press, 1996).
Physical Acoustics. Vol. 1. Principles and Methods. Edited by W.P. Mason (Academic Press, 1964).
C. Klieber, D. Torchinsky, T. Pezeril, K. Manke, S. Andrieu, K.A. Nelson. High frequency longitudinal and shear acoustic waves in glass-forming liquids. J. Phys.: Conf. Ser. 214, 012033 (2010).
https://doi.org/10.1088/1742-6596/214/1/012033
R. Hartkamp, P.J. Daivis, B.D. Todd. Density dependence of the stress relaxation function of a simple fluid. Phys. Rev. E 87, 032155 (2013).
https://doi.org/10.1103/PhysRevE.87.032155
P.S. van der Gulik. The linear pressure dependence of the viscosity at high densities. Physica A 256, 39 (1998).
https://doi.org/10.1016/S0378-4371(98)00197-6
D.K. Belashchenko, N.Yu. Nikitin. The embedded atom model of liquid cesium. Russ. J. Phys. Chem. A 82, 1283 (2008).
https://doi.org/10.1134/S0036024408080086
W. Schommers. Pair potentials in disordered many-particle systems: A study for liquid gallium. Phys. Rev. A 28, 3599 (1983).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
