参考系对液-汽界面处压力的重要性
软凝聚态物质
2021-07-07 v2 统计力学
摘要
局域压力张量并非唯一,这一事实自 Irving Kirkwood 的开创性工作以来七十多年中引发了困惑与争论。这种非唯一性通常归因于分子之间的相互作用路径,尤其在界面科学界。本文中,我们依据用于测量压力的所在位置或参考系,重新框定了关于非唯一性的讨论。通过使用液-汽界面的通用数学描述,我们获得了一个随时间随界面运动的参考系,从而对压力提供了新的认识。我们将此瞬时运动参考系与固定的 Euler 参考系进行比较。通过这一过程,我们表明在运动表面上法向压力平衡由表面通量满足的要求,然而对于体积内的平均压力还需要一个基于表面曲率的附加修正项。我们主张,对积分路径的关注是文献中诸多困惑的成因。使用显式参考系以及对压力更一般的推导,澄清了压力张量唯一性的一些问题,并给出了一个在任意瞬时定义且远离热力学平衡仍有效的压力张量。
引用
@article{arxiv.2107.00499,
title = {The Importance of Reference Frame for Pressure at the Liquid-Vapour Interface},
author = {Edward R. Smith},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.00499},
year = {2021}
}
备注
26 pages (preprint) and 9 figures