TY - JOUR

T1 - О выборе уравнения состояния системы жестких сфер в расчетах профилей плотности и поверхностного натяжения капелек и пузырьков

AU - Щёкин, Александр Кимович

AU - Татьяненко, Дмитрий Викторович

AU - Гостева, Любовь Андреевна

AU - Апицин, Константин Денисович

N1 - Щёкин А.К., Татьяненко Д.В., Гостева Л.А., Апицин К.Д., О выборе уравнения состояния системы жестких сфер в расчетах профилей плотности и поверхностного натяжения капелек и пузырьков // Журнал общей химии. 2022. Т. 92. № 4. С. 598–610.

PY - 2022/3/31

Y1 - 2022/3/31

N2 - Проведено сравнение зависимостей давления, химического потенциала и плотности свободной энергии от плотности числа частиц для однородной системы жестких сфер при использовании уравнений состояния Карнахана–Старлинга, уравнений Русанова и вириального разложения с восемнадцатью коэффициентами. Рассмотрены максимально широкий и более узкий диапазоны изменения плотности числа жестких сфер. Показано, что в целом по полному диапазону изменения плотностей уравнения Русанова 6-го порядка лучше согласуются с вириальным разложением, но это достигается за счет области высоких плотностей. В области низких и средних плотностей уравнение Карнахана–Старлинга показывает чуть лучшее согласие с вириальным разложением. С помощью зависимостей химического потенциала и плотности свободной энергии от локальной плотности числа частиц, полученных из уравнений состояния Карнахана–Старлинга, усеченного уравнения Русанова 6-го порядка и вириального разложения с восемнадцатью коэффициентами в рамках интегрального метода функционала плотности были проведены расчеты профилей молекулярной плотности в радиально неоднородных сферических малых капельках и пузырьках аргоноподобного вещества и построены зависимости поверхностного натяжения малых капелек и пузырьков от кривизны их эквимолекулярных поверхностей. Показано, что выбор уравнения состояния сказывается на величинах, характеризующих двухфазное равновесие, например, на значении химического потенциала или поверхностного натяжения при плоской границе раздела между фазами, и может сдвигать размер капли или пузырька.

AB - Проведено сравнение зависимостей давления, химического потенциала и плотности свободной энергии от плотности числа частиц для однородной системы жестких сфер при использовании уравнений состояния Карнахана–Старлинга, уравнений Русанова и вириального разложения с восемнадцатью коэффициентами. Рассмотрены максимально широкий и более узкий диапазоны изменения плотности числа жестких сфер. Показано, что в целом по полному диапазону изменения плотностей уравнения Русанова 6-го порядка лучше согласуются с вириальным разложением, но это достигается за счет области высоких плотностей. В области низких и средних плотностей уравнение Карнахана–Старлинга показывает чуть лучшее согласие с вириальным разложением. С помощью зависимостей химического потенциала и плотности свободной энергии от локальной плотности числа частиц, полученных из уравнений состояния Карнахана–Старлинга, усеченного уравнения Русанова 6-го порядка и вириального разложения с восемнадцатью коэффициентами в рамках интегрального метода функционала плотности были проведены расчеты профилей молекулярной плотности в радиально неоднородных сферических малых капельках и пузырьках аргоноподобного вещества и построены зависимости поверхностного натяжения малых капелек и пузырьков от кривизны их эквимолекулярных поверхностей. Показано, что выбор уравнения состояния сказывается на величинах, характеризующих двухфазное равновесие, например, на значении химического потенциала или поверхностного натяжения при плоской границе раздела между фазами, и может сдвигать размер капли или пузырька.

KW - уравнение состояния флюида жестких сфер

KW - вириальные коэффициенты

KW - химический потенциал

KW - плотность свободной энергии

KW - метод функционала плотности

KW - структура поверхностного слоя

KW - поверхностное натяжение капелек и пузырьков

U2 - 10.31857/S0044460X22040047

DO - 10.31857/S0044460X22040047

M3 - статья

VL - 92

SP - 598

EP - 610

JO - ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ

JF - ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ

SN - 0044-460X

IS - 4

ER -