冰晶核中的机械与热力学压力定义比较
软凝聚态物质
2025-11-26 v1 化学物理
摘要
使用硬球模型和 Lennard-Jones 模型的晶体核取向研究表明，核内压力低于周围液体的压力。本文使用机械方法获取247 K时，压力为1 bar的超冷水（TIP4P/Ice）中冰晶核的机械压力。从该机械压力，我们获得与机械论证一致的热力学定义下的界面应力。该压力与等于化学势的 bulk 冰的压力（热力学压力）进行比较，界面应力与界面自由能进行比较。此外，我们研究了这些性质在基面上的情况。我们发现，与硬球和 Lennard-Jones 系统不同，核的机械压力与热力学压力一致，界面应力与自由能相当。然而，基面界面显示的界面应力几乎是其界面自由能的两倍，这表明这种一致性可能是体系相关的，强调了机械方法求解固液界面自由能的局限性。
引用
@article{arxiv.2511.20129,
title = {Comparing the Mechanical and Thermodynamic Definitions of Pressure in Ice Nucleation},
author = {Pablo Montero de Hijes and Kaihang Shi and Carlos Vega and Christoph Dellago},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.20129},
year = {2025}
}