狭缝孔内单相流体的纳米热力学描述与分子模拟

我们利用 Hill 的小系统热力学描述了狭缝孔内高度受限的单相单组分流体的热力学状态。该理论近年被称为纳米热力学。我们首先构建狭缝孔的系综，以控制温度、体积、表面积和化学势。我们依据 Hill 给出积分性质和微分性质，并用它们定义分离压。我们以一致的方式通过力学对应量识别所有热力学压力，并通过分子动力学模拟研究该识别。我们定义并计算分离压，并表明其包含标准定义。我们计算熵密度和能量密度，并发现与文献一致，壁面处的力具有能量性质而非熵性质。对于具有大壁面的该狭缝孔，细分势为零，但对于相关的控制变量集合则不为零。我们展示了如何利用 Hill 的方法找到受限流体的新 Maxwell 关系，以及一个在壁面间距足够远时适用的标度关系。通过这一纳米热力学的拓展，我们为进一步发展受限流体热力学奠定了基础，该领域在纳米技术中处于核心地位。