Поведінка бінарної асиметричної суміші взаємодіючих частинок в надкритичній області
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe65.9.768Ключові слова:
asymmetric binary mixture, cell fluid model, collective variables, equation of state, Widom lineАнотація
Запропоновано метод опису фазової поведiнки системи, яка складається iз частинок двох сортiв. Взаємодiя кожного iз сортiв описується властивим йому потенцiалом взаємодiї, що мiстить вiдштовхувальну та притягальну частини. Асиметричнiсть забезпечується рiзними значеннями параметрiв потенцiалiв взаємодiї кожного iз сортiв. Проведено розрахунок великої статистичної суми бiнарної системи в наближеннi нульової моди. Для конкретних значень параметрiв потенцiалу взаємодiї розраховано лiнiю критичних точок, якi вiдповiдають рiзним пропорцiям компонент. Отримано рiвняння, яке пов’язує введений нами параметр змiшування x iз концентрацiєю системи. Знайдено явний вигляд виразу для тиску бiнарної системи як функцiї вiдносної температури та параметра змiшування x для побудови лiнiї Вiдома. Встановлено, що для граничних значень цього параметра (x = 0 та x = 1) рiвняння стану сумiшi переходить у рiвняння стану однiєї з окремих компонент.
Посилання
A. Oleinikova, L. Bulavin, V. Pipich. Critical anomaly of shear viscosity in a mixture with an ionic impurity. Chem. Phys. Let. 278, 121 (1997). https://doi.org/10.1016/S0009-2614(97)00945-7
V.I. Petrenko, M.V. Avdeev, L.A. Bulavin, P. Kopcansky. Impact of polyethylene glycol on aqueous micellar solutions of sodium oleate studied by small-angle neutron scattering, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 480, 191 (2015). https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2014.11.064
M. Isaiev, S. Burian, L. Bulavin, M. Gradeck, F. Lemoine, K. Termentzidis. Efficient tuning of potential parameters for liquid-solid interactions. Molecular Simulation 42, 910 (2016). https://doi.org/10.1080/08927022.2015.1105372
P.H. Van Konynenberg, R.L. Scott. Critical lines and phase equilibria in binary van der Waals mixtures. Phil. Trans. Royal Soc. of London. Series A 298, 495 (1980). https://doi.org/10.1098/rsta.1980.0266
Y. Levin, M.E. Fisher. Criticality in the hard-sphere ionic fluid. Physica A 225, 164 (1996). https://doi.org/10.1016/0378-4371(95)00336-3
A. Parola, L. Reatto. Liquid state theories and critical phenomena. Advances in Phys. 44, 221 (1995). https://doi.org/10.1080/00018739500101536
O.V. Patsagan, I.R. Yukhnovskii. Functional of the grand partition function in the method of collective variables with distinguished reference system. Multicomponent system. Theor. Math. Phys. 83, 387 (1990). https://doi.org/10.1007/BF01019137
O.V. Patsahan. On the microscopic theory of phase transitions in binary fluid mixtures. Physica A 272, 358 (1999). https://doi.org/10.1016/S0378-4371(99)00213-7
I.R. Yukhnovskii, M.F. Holovko. Statistical theory of classical equilibrium systems(Naukova dumka, 1980) (in Russian).
O. Patsahan, I. Mryglod. Functional representation of the grand partition function of a multicomponent system of charged particles. Condens. Matter Phys. 9, 659 (2006). https://doi.org/10.5488/CMP.9.4.659
M.P. Kozlovskii, O.V. Patsahan, R.S. Melnyk. A study of the gas-liquid critical point of a binary symmetric mixture. Ukr. J. Phys. 45, 381 (2000).
M.P. Kozlovskii, O.V. Patsahan, R.S. Melnyk. Thermodynamic characteristics of binary symmetric mixture in the vicinity of the vapor-liquid critical point. Ukr. J. Phys. 49, 55 (2004).
J.D. Bernal. A geometrical approach to the structure of liquids. Nature 183, 141 (1959). https://doi.org/10.1038/183141a0
J.M. Stubbs. Molecular simulations of supercritical fluid systems. J. Supercrit. Fluid 108, 104 (2016). https://doi.org/10.1016/j.supflu.2015.10.027
T.J. Yoon, Y.-W. Lee. Current theoretical opinions and perspectives on the fundamental description of supercritical fluids. J. Supercrit. Fluid 134, 21 (2018). https://doi.org/10.1016/j.supflu.2017.11.022
P.F. McMillan, H.E. Stanley. Going supercritical. Nature Physics 6, 479 (2010). https://doi.org/10.1038/nphys1711
ˇ Z. Knez, E. Markoˇciˇc, M. Leitgeb, M. Primoˇziˇc, M.K. Hrnˇciˇc, M. ˇ Skerget. Industrial applications of supercritical fluids: A review. Energy 77, 235 (2014). https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.07.044
G. Brunner. Applications of Supercritical Fluids. Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng. 1, 321 (2010). https://doi.org/10.1146/annurev-chembioeng-073009-101311
B. Widom. Equation of state in the neighborhood of the critical point J. Chem. Phys. 43, 3898 (1965). https://doi.org/10.1063/1.1696618
D.T. Banuti. Crossing the Widom-line-supercritical pseudo-boiling. J. Supercrit. Fluid 98, 12 (2015). https://doi.org/10.1016/j.supflu.2014.12.019
G.G.Simeoni, T. Bryk, F.A. Gorelli, M. Krisch, G. Ruocco, M. Santoro, T. Scopigno. The Widom line as the crossover between liquid-like and gas-like behaviour in supercritical fluids. Nature Physics 6, 503 (2010). https://doi.org/10.1038/nphys1683
M. Raju, D.T. Banuti, P.C Ma, M. Ihme. Widom lines in binary mixtures of supercritical fluids. Sci. Rep. 7, 3027 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-03334-3
M.P. Kozlovskii, O.A. Dobush. Phase transition in a cell fluid model. Condens. Matter Phys. 20, 23501 (2017). https://doi.org/10.5488/CMP.20.23501
M. Kozlovskii, O. Dobush. Representation of the grand partition function of the cell model: The state equation in the mean-field approximation. J. Mol. Liq. 215, 58 (2016). https://doi.org/10.1016/j.molliq.2015.12.018
M.P. Kozlovskii, O.A. Dobush. arXiv:1912.00769, (2019).
Y. Kozitsky, M. Kozlovskii, O. Dobush. Phase transitions in a continuum Curie-Weiss system: A quantitative analysis. In: Modern Problems of Molecular Physics (Springer, 2018), p. 229. https://doi.org/10.1007/978-3-319-61109-9_11
I.R. Yukhnovskii, M.P. Kozlovskii, I.V. Pylyuk. Thermodynamics of three-dimensional Ising-like systems in the higher non-Gaussian approximation: Calculational method and dependence on microscopic parameters. Phys. Rev. B 66, 134410 (2002). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.66.134410
M.V. Fedoryuk. Asymptotic methods in analysis. In: Analysis I: Integral Representations and Asymptotic Methods. Edited by M.A. Evgrafov, R.V. Gamkrelidze (Springer, 1989). https://doi.org/10.1007/978-3-642-61310-4_2
R.C. Lincoln, K.M. Koliwad, P.B. Ghate. Morse-potential evaluation of second-and third-order elastic constants of some cubic metals. Phys. Rev. 157, 463 (1967). https://doi.org/10.1103/PhysRev.157.463
J.K. Singh, J. Adhikari, S.K. Kwak. Vapor-liquid phase coexistence curves for Morse fluids. Fluid Phase Equilibria 248, 1 (2006). https://doi.org/10.1016/j.fluid.2006.07.010
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}
