液态水分子理论中局部有序与长程相互作用的平衡

基于液态水 TIP3P 模型的计算机模拟，识别并研究了一种液态水分子理论。该理论对于分子间相互作用在有限空间范围外消失的液态水模型是精确的，因此为研究更长程分子间相互作用的影响提供了精确的分析工具。我们展示了如何通过准化学理论引入局部有序。长程相互作用通常以结合能的条件分布为特征，这种表述被解释为对原始统计热力学问题的正则化。观察到液态水的这些结合能分布是单峰的。所提出的高斯近似在预测液态水的吉布斯自由能和摩尔熵方面取得了显著成功，这与数值精确结果的比较得到了证实。剩余的差异是微妙的定量问题，但对区分水与许多其他液体的热力学性质具有显著后果。因此，液态水的基本微妙之处在于几种效应的竞争，必须对其进行定量平衡才能获得现实的结果。