过冷水的两态 ST2 模型的热力学度量几何
软凝聚态物质
2019-09-04 v1
摘要
液态水具有反常的液体性质，例如其在 4\degree C 的密度极大。一种理论解释尝试提出在过冷液态中存在液-液相变线，伴有共存低密度（LDL）与高密度（HDL）液态。该相变线终止于一个临界点。据假定，LDL 态具有介观四面体结构而赋予其类固性质，而 HDL 为常规随机液体。但这些类固结构的短寿命使其难以被直接探测。我们转而采取热力学方法，计算亚稳液相区中的热力学 Ricci 曲率标量 。一般认为类固结构会以 的正值从其热力学上显露存在，而负值通常出现于较无组织的流体态。利用 ST2 计算机模拟所得并拟合至平均场（MF）两态状态方程的热力学数据，我们发现 LDL 态中存在显著的 正值区，支持了液态水中类固结构的提议。此外，我们回顾该理论、计算临界指数、展示 MF 临界区的广大范围，并利用 计算 Widom 线。
引用
@article{arxiv.1907.13192,
title = {Thermodynamic metric geometry of the two-state ST2 model for supercooled water},
author = {Peter Mausbach and Helge-Otmar May and George Ruppeiner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.13192},
year = {2019}
}
备注
29 pages, 5 full figures