Расчет фазовой диаграммы индия на основе законов подобия, связанных с линией единичного фактора сжимаемости

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Кривая сосуществования жидкость–газ (бинодаль) для индия на плоскости плотность–температура рассчитана с помощью законов подобия, связанных с линией единичного фактора сжимаемости, и численного моделирования методом погруженного атома. Для этого использовалась ранее разработанная модель, учитывающая общие асимптотические свойства бинодали, следующие из теории критических явлений и используемых законов подобия. Эта модель ранее была проверена для веществ с известной бинодалью и успешно применялась для ряда металлов, для которых положение бинодали и критических точек не может быть пока получено из измерений и более строгих методов расчета. Кроме этого, методом погруженного атома рассчитана плотность жидкости на линии кристаллизации индия при известных из измерений давлениях и температурах. Данные об этой плотности до сих пор отсутствовали в литературе.

作者简介

Е. Апфельбаум

Объединенный институт высоких температур РАН

编辑信件的主要联系方式.
Email: apfel_e@mail.ru
俄罗斯联邦, Москва

参考

  1. Балеску Р. Равновесная и неравновесная статистическая механика. М.: Мир, 1978.
  2. Lemmon E.W., McLinden M.O., Friend D.G. NIST Standard Reference Database #69. In: NIST Chemistry WebBook / Eds. Lindstrom P.J., Mallard W.G. Gaithersburg, MD: NIST, 2004. http://webbook.nist.gov.
  3. Gathers R.G. Dynamic Methods for Investigating Thermophysical Properties of Matter at Very High Temperatures and Pressures // Rep. Prog. Phys. 1986. V. 49. № 4. P. 341.
  4. Кикоин И.К., Сенченков П. Электропроводность и уравнение состояния ртути в области температур 0–2000 с и давлений 200–500 атмосфер // ФММ. 1967. Т. 24. Вып. 5. С. 843.
  5. Jüngst J., Knuth B., Hensel F. Observation of Singular Diameter in the Coexistence Curve of Metals // Phys. Rev. Lett. 1985. V. 55. № 20. P. 2160.
  6. Кожевников В.Ф. Уравнение состояния и скорость звука в цезии при температурах до 2200 К и давлениях до 60 МПа // ЖЭТФ. 1990. Т. 97. № 2. С. 541.
  7. Hensel F., Hohl G.F., Schaumloffel D., Pilgrim W.C. Empirical Regularities in the Behavior of the Critical Constants of Fluid Alkali Metals // Z. Phys. Chem. 2000. V. 214. № 6. P. 823.
  8. Frenkel D., Smit B. Understanding of Molecular Simulation: from Algorithms to Applications. N.Y.: Acad. Press, 2002.
  9. Белащенко Д.К. Имеет ли модель погруженного атома предсказательную силу? // УФН. 2020. Т. 190. № 12. С. 1233.
  10. Zhukhovitskii D.I., Zhakhovskii V.V. Thermodyna-mics and the Structure of Clusters in the Dense au Vapor from Molecular Dynamics Simulation // J. Chem. Phys. 2020. V. 152. 224705.
  11. Mattsson A.E., Schultz P.A., Desjarlais M.P., Mattsson T.R., Leung K. Designing Meaningful Density Functional Theory Calculations in Materials Science – A Primer // Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 2005. V. 13. № 1. R1.
  12. Car R., Parrinello M. Unified Approach for Molecular Dynamics and Density-functional Theory // Phys. Rev. Lett. 1985. V. 55. № 22. P. 2471.
  13. Marx D., Hutter J. Ab initio Molecular Dynamics: Basic Theory and Advanced Methods. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2009.
  14. Miljacic L., Demers S., Hong Q.-J., van de Walle A. Equation of State of Solid, Liquid and Gaseous Tantalum from First Principles // CALPHAD. 2015. V. 51. P. 133.
  15. Minakov D.V., Paramonov M.A., Levashov P.R. Consistent Interpretation of Experimental Data for Expanded Liquid Tungsten near the Liquid-gas Coexistence Curve // Phys. Rev. B. 2018. V. 97. № 2. 024205.
  16. McGonigal P.J., Kirshenbaum A.D., Grosse A.V. The Liquid Temperature Range, Density, and Critical Constants of Magnesium // J. Phys. Chem. 1962. V. 66. № 4. P. 737.
  17. Gates D.S., Thodos G. The Critical Constants of the Elements // AIChE J. 1960. V. 6. № 1. P. 50.
  18. Фортов В.Е., Дремин А.Н., Леонтьев А.А. Оценка параметров критических точек // ТВТ. 1975. Т. 13. № 6. С. 984.
  19. Apfelbaum E.M., Vorob’ev V.S. Correspondence between the Critical and the Zeno-line Parameters for Classical and Quantum Liquids // J. Phys. Chem. B. 2009. V. 113. № 11. P. 3521.
  20. Apfelbaum E.M., Vorob’ev V.S. The Wide-range Me-thod to Construct the Entire Coexistence Liquid–Gas Curve and to Determine the Critical Parameters of Metals // J. Phys. Chem. B. 2015. V. 119. № 35. P. 11825.
  21. Apfelbaum E.M. The Zeno Line and Binodal for Ga // J. Mol. Liq. 2018. V. 263. P. 237.
  22. Апфельбаум Е.М. Расчет бинодали висмута на основе законов подобия для линии единичного фактора сжимаемости // ТВТ. 2021. Т. 59. № 26. С. 507.
  23. Недоступ В.И. Асимптотические свойства идеальных кривых на термодинамической поверхности // TВТ. 2013. Т. 51. № 1. С. 79.
  24. Ben-Amotz D., Herschbach D.R. Correlation of Zeno (Z = 1) Line for Supercritical Fluids with Vapor-liquid Rectilinear Diameters // Isr. J. Chem. 1990. V. 30. P. 59.
  25. Urschel M., Stephan S. Determining Brown’s Characteristic Curves Using Molecular Simulation // J. Chem. Theory Comp. 2023. V. 19. № 5. P. 1537.
  26. Batchinski A. Abhandlungen uber zustandsgleichung. Abh. i: der orthometrische Zustand // Ann. der Phys. 1906. Bd. 19. S. 307.
  27. Rabinovich V.A., Vasserman A.A., Nedostup V.I. Thermophysical Properties of Neon, Argon, Krypton, and Xenon. Berlin: Hemispere, 1988.
  28. Apfelbaum E.M., Vorob’ev V.S. Systematization of the Critical Parameters of Substances Due to Their Connection with Heat of Evaporation and Boyle Temperature // Int. J. Thermophys. 2020. V. 41. № 1. P. 8.
  29. Apfelbaum E.M., Vorob’ev V.S. Regarding the Universality of Some Consequences of the van der Waals Equation in the Supercritical Domain // J. Phys. Chem. B. 2013. V. 117. № 25. P. 7750.
  30. Apfelbaum E.M., Vorob’ev V.S. Similarity Laws for the Lines of Ideal Free Energy and Chemical Potential in Supercritical Fluids // J. Phys. Chem. B. 2017. V. 121. № 37. P. 8802.
  31. Недоступ В.И. Идеальные кривые: термодинамика, геометрия, использование. Одесса: Iзд. центр, 2021.
  32. Deiters U.K., Neumaier A. Computer Simulation of the Characteristic Curves of Pure Fluids // J. Chem. Eng. Data. 2016. V. 61. № 8. P. 2720.
  33. Apfelbaum E.M., Vorob’ev V.S. The Confirmation of the Critical Point-Zeno-line Similarity Set from the Numerical Modeling Data for Different Interatomic Potentials // J. Chem. Phys. 2009. V. 130. 214111.
  34. Apfelbaum E.M. The Ideal Lines on the Phase Diagrams of Liquids in 2D Space // J. Mol. Liq. 2021. V. 334. P. 116088.
  35. Филиппов Л.П. Методы расчета и прогнозирования свойств веществ. М.: Изд-во МГУ, 1988.
  36. Timmemans J. Physical-chemical Constants of Pure Organic Compounds. Amsterdam: Elsevier, 1950.
  37. Fiedler F., Karog J., Lemmon E.W., Thol M. Fundamental Equation of State for Fluid Tetrahydrofuran // Int. J. Thermophys. 2023. V. 44. P. 153.
  38. Apfelbaum E.M., Vorob’ev V.S., Martynov G.A. Triangle of Liquid-gas States // J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110. № 16. P. 8474.
  39. Kulinskii V.L. Simple Geometrical Interpretation of the Linear Character for the Zeno-line and the Rectilinear Diameter // J. Phys. Chem. B. 2010. V. 114. № 8. P. 2852.
  40. Воробьев В.С., Апфельбаум Е.М. Обобщенные законы подобия на основе некоторых следствий уравнения Ван-дер-Ваальса // ТВТ. 2016. Т. 54. № 2. С. 186.
  41. Röpke G., Dornheim T., Vorberger J., Blaschke D., Mahato B. Virial Coefficients of the Uniform Electron Gas from Path-integral Monte Carlo Simulations // Phys. Rev. E. 2024. V. 109. № 2. 025202.
  42. Апфельбаум Е.М. Линия единичного фактора сжимаемости в низкотемпературной плазме металлов // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 789.
  43. Фокин Л.Р., Попов В.Н. Общая функция единичного фактора сжимаемости для жидкой и газообразной ртути // ТВТ. 2013. Т. 51. № 4. С. 520.
  44. Стишов С.М. Плавление при высоких давлениях // УФН. 1968. Т. 96. № 3. С. 467.
  45. Физические величины. Спр. / Под ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З. М.: Энергоатомиздат, 1990.
  46. Li H., Sun Y., Li M. Equation of State of Liquid Indium under High Pressure // AIP Adv. 2015. V. 5. 097163.
  47. Kraut E.A., Kennedy G.C. New Melting Law at High Pressures // Phys. Rev. 1966. V. 151. № 2. P. 668.
  48. Errandonea D. The Melting Curve of Ten Metals up to 12 GPa and 1600 K // J. Appl. Phys. 2010. V. 108. 033517.
  49. Ayrinhac S., Gauthier M., Morand M. et al. Determination of Indium Melting Curve at High Pressure by Picosecond Acoustics // Phys. Rev. Mater. 2022. V. 6. 063403.
  50. Белащенко Д.К. Молекулярно-динамическое моделирование жидкого индия // ЖФХ. 2021. Т. 95. № 12. С. 1804.
  51. Assael M.J., Armyra I.J., Brillo J., Stankus S.V., Wu J., Wakeham W.A. Reference Data for the Density and Viscosity of Liquid Cadmium, Cobalt, Gallium, Indium, Mercury, Silicon, Thallium and Zinc // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2012. V. 41. № 3. 033101.
  52. Мартынюк М.М. Оценка критической точки металлов на основе обобщенного уравнения Ван-дер-Ваальса // ЖФХ. 1998. Т. 72. № 1. С. 19.
  53. Pottlacher G., Neger N., Jager H. Determination of Thermophysical Properties of Indium in the Range 2300–7000 K by a Submicrosecond Pulse-heating Method // High Temp.–High Press. 1991. V. 23. P. 43.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024