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近临界双流体混合物的热渗透:一般表述与普适流动方向

软凝聚态物质 2023-09-21 v1 统计力学 化学物理 流体动力学

摘要

我们考虑一种处于退混临界点上方的单相区中的双流体混合物,并研究其通过连接两个大储层的毛细管的输运。我们假设短程相互作用导致某一组分在管壁上的优先吸附。吸附层可变得远厚于分子尺寸,这使得我们得以基于粗粒化自由能泛函应用流体力学。对于由沿圆柱管的压力、组成和温度梯度引起的线性输运现象,在参考平衡态下假设每个储层中部为临界组成,我们得到了昂萨格(Onsager)系数的公式,以扩展我们先前关于等温输运的结果。在各类线性输运现象中,我们聚焦于热渗透——由温度梯度引起的质量流。我们显式推导了热势力密度的公式,该密度在吸附层中非零并导致热渗透。这一近临界双流体混合物的公式是对传统单组分流体公式(以局域过剩焓表示)的推广。我们预测,靠近上(下)会溶点的混合物其热渗透流方向相同于(相反于)温度梯度方向,与壁上吸附的是哪一组分无关。我们的方法也可应用于软物质的动力学,其介观非均匀性可由粗粒化自由能泛函描述。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.11211,
  title  = {Thermoosmosis of a near-critical binary fluid mixture: a general formulation and universal flow direction},
  author = {Youhei Fujitani and Shunsuke Yabunaka},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.11211},
  year   = {2023}
}

备注

46 pages, 7 figures