Lennard-Jones流体的蒸发
软凝聚态物质
2012-01-12 v2 材料科学
摘要
液/气界面的蒸发和冷凝是普遍存在的相间质量和能量传递现象，但至今仍未得到很好的理解。我们进行了由单体、二聚体或三聚体组成的Lennard-Jones (LJ)流体的大规模分子动力学模拟，以分子细节研究这些过程。对于与真空接触的LJ单体，发现蒸发速率非常高，伴随着显著的蒸发冷却以及液/气界面附近液相区域中的密度梯度。将链长增加到仅二聚体就显著降低了蒸发速率。我们确认机械平衡在决定蒸发速率以及液/气界面上的密度和温度分布中起着关键作用。测量了蒸发分子的速度分布以及蒸发和冷凝系数，并与基于气体动理学理论的现有模型的预测进行了比较。我们的结果表明，对于单原子和多原子分子，当系统远离平衡时，蒸发和冷凝系数相等且小于1，并随温度升高而降低。对于相同的对比温度（其中是临界温度），这两个系数对于LJ二聚体和三聚体高于单体，这与传统观点（即单原子分子接近1，多原子分子降低）相反。此外，当以液相和气相之间的平动长度比作图时，这两个系数的数据汇聚到一条主曲线上。
引用
@article{arxiv.1101.5349,
title = {Evaporation of Lennard-Jones Fluids},
author = {Shengfeng Cheng and Jeremy B. Lechman and Steven J. Plimpton and Gary S. Grest},
journal= {arXiv preprint arXiv:1101.5349},
year = {2012}
}
备注
revised version, 15 pages, 15 figures, to appear in J. Chem. Phys