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利用非理想超临界流体混合物模拟阐明分压、挥发度与索雷特效应之间的联系

软凝聚态物质 2024-05-03 v2

摘要

基于近期模拟工作,通过对双组分流体混合物的分子动力学(MD)模拟表明,双组分非理想流体混合物中索雷特效应的化学贡献源于组分偏压对温度与密度梯度的响应差异。通过回顾活度与液体混合物蒸气压测量中拉乌尔定律偏差之间的联系,获得了进一步认识。定义了一个与活度系数类似方式的新参数 γsS\gamma_{s}^{S},用于表征偏离“理想”行为的差异。随后表明,差值 γ2Sγ1S\gamma_{2}^{S}-\gamma_{1}^{S} 可预测索雷特系数的符号并与其大小相关。因此我们可将索雷特效应与流体混合物组分的相对挥发度联系起来:更具挥发性的组分在低密、高温区富集,挥发性较低的组分在高密、低温区富集。由于 γsS\gamma_{s}^{S} 与活度系数密切相关,这意味着测量偏蒸气压或可用于间接确定索雷特系数。我们认为此处获得的见解相当普遍,应适用于广泛材料体系。并尝试理解这些结果如何应用于其他材料体系,包括固体中的间隙原子以及通过空位机制发生互扩散的多组分固体。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.20005,
  title  = {Connection between partial pressure, volatility, and the Soret effect elucidated using simulations of non-ideal supercritical fluid mixtures},
  author = {Brandon Fields and Patrick K. Schelling},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.20005},
  year   = {2024}
}

备注

Submitted to J. Chem Physics