نویسندگان

1 گروه فیزیک،واحد مرودشت ،دانشگاه آزاد اسلامی ، مرودشت ، ایران

2 بخش فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شیراز، شیراز

چکیده

در این تحقیق، ناوردایی هم‌ریختی مایع متان با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی در آنسامبل بندادی مورد بررسی قرار گرفته است. با رسم نمودار پراکندگی ویریال بر حسب انرژی پتانسیل در چگالی و دمای معین، ضریب همبستگی انرژی- فشار محاسبه شده است. همچنین با تولید نقاط حالت هم‌ریخت در نمودار فاز (T-ρ)، ناوردایی مقیاسی برخی از خواص استاتیکی و دینامیکی برروی نقاط حالت هم‌ریخت بررسی شده است. نتایج به دست آمده به دو نکته مهم اشاره دارد. اول این که مایع متان فقط در دمای بالای K۳۰٠ یک مایع همبسته قوی (مایع ساده) محسوب می‌شود. نکته دوم این که کمیت‌های ظرفیت گرمایی، تابع توزیع شعاعی، و ضریب پخش برای نقاط حالتی که هم‌ریخت هستند، چنانچه در واحد‌های کاهش‌یافته بیان شوند ویژگی ناوردایی مقیاسی نشان می‌دهند. از این رو با دانستن این کمیت‌ها برای یک نقطه حالت، می‌توان آنها را برای دیگر نقاط حالت هم‌ریخت تنها با تغییر مقیاس به دست آورد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of isomorph-invariance in liquid methane by molecular dynamics simulation

نویسندگان [English]

  • L Separdar 1
  • S Davatolhagh 2

چکیده [English]

In this paper, isomorph invariance of liquid methane is investigated by means of constant-NVT molecular dynamics simulations. According to the data extracted from simulations, equilibrium fluctuations show strong correlation between potential energy U and virial W. We also generated isomorph state points and investigated invariance of certain thermodynamic, structural, and dynamical properties. The result show methane is a strongly correlated liquid for temperatures at and above 300K such that the specific heat, radial disturbution function, and diffusion are invariant for state points generated along an isomorph curve when expressed in reduced units. Hence by knowing these properties at one state point, they can be obtained for other isomorphic state points by simple rescaling.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Isomorph invariance
  • Liquid methane
  • molecular dynamics simulation

1. N P Bailey, U R Pedersen, N Gnan, T B Schrøder, and J C Dyre, J. Chem. Phys. 129 (2008) 184507. 2. T B Schrøder, N P Bailey, U R Pedersen, N Gnam, and J C Dyre, J. Chem. Phys. 131 (2009) 234503. 3. N Gnan, T B Schrøder, U R Pedersen, N P Bailey, and J C Dyre, J. Chem. Phys.131 (2009) 234504. 4. L Separdar, N P Bailey, T B Schrøder, S Davatolhagh, and J C Dyre, J. Chem. Phys. 138 (2013) 154505. 5. T S Ingebrigtsen, T B Schrøder, and J C Dyre, Phys. Rev. X 2 (2012) 011011. 6. U R Pedersen, N Bailey, T B Schrøder, and J C Dyre, Phys. Rev. Lett. 100 (2008) 015701. 7. C M Roland, S Hensel-Bielowka, M Paluch, and R Casalini, Rep. Prog. Phys. 68 (2005) 1405. 8. T B Schrøder, U R Pedersen , N P Bailey, S Toxvaerd, and J C Dyre, Phys. Rev. E 80 (2009) 041502. 9. G P Matthews and E B Smith, Mol. Phys. 32 (1971) 1719.

تحت نظارت وف بومی