مطالعه قاعده‌مندی‌های ترمودینامیکی آب سنگین با استفاده از مدل‌های واندروالس و دیتریسی

آب سنگین دارای دو اتم هیدروژن سنگین یا دوتریم است. خواص شیمیایی آب سنگین شبیه آب سبک است اما خواص فیزیکی، ترمودینامیکی و هسته ای آن ها متفاوت هستند. از طرف دیگر، معادله ی حالت، ابزار مهم و مناسبی برای بررسی رفتار ترموفیزیکی مواد و پیش بینی آن ها در شرایط مختلف از نظر فشار، دما و مقدار است. در حال حاضر معادله های حالت مختلفی وجود دارند که می توان آن ها را به طور کلی به صورت نظری، تجربی و نیمه تجربی دسته بندی کرد.  این کار پژوهشی با توجه به اهمیت آب سنگین و نقش آن در پژوهش های مختلف به ویژه پژوهش های هسته ای و کاربرد این ماده در پزشکی و صنعت، بر آن است که قاعده مندی های ترمودینامیکی این ماده را با استفاده از معادله های حالت نیمه تجربی مختلف براساس مدل های واندروالس و دیتریسی به دست آورد. داده های به دست آمده از محاسبه ها و مقایسه ی آن ها با داده های تجربی مشخص نمود که معادله های حالت به کار رفته، به طور کیفی قاعده مندی های ترمودینامیکی آب سنگین را به خوبی پیش بینی می کنند اما رفتار کمّی آن ها متفاوت است.

The Study of the Thermodynamic Regularities of Heavy Water Using Van Der Waals and Dieterici Models

Heavy water has two heavy hydrogen atoms or deuterium. Chemical properties of heavy water are similar to light water, but their physical, thermodynamic, and nuclear properties are different. On the other hand, the Equation of State (EOS) is an important and suitable tool for studying the thermophysical behavior of materials and predicting them in different conditions in terms of pressure, temperature and amount. At present, there are different equations of state that can be categorized as theoreticall, empericall and semiemperical. Regarding to the importance of heavy water and its role in various researches, in particular nuclear researches, and the application of this material in medicine and industry, the thermodynamic regularities of this material have been studied in this research using different semiexperimental equations of state based on van der Waals and Dieterici models. The comparison between calculations with the experimental data showed that the equations of state predicted the thermodynamic regularities of heavy water well qualitatively, but their quantitative behavior is different.