بررسی ناوردایی هم‌ریختی در مایع متان با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی

در این تحقیق، ناوردایی هم ریختی مایع متان با استفاده از شبیه سازی 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 هم ریخت در نمودار فاز (t rho;)، ناوردایی مقیاسی برخی از خواص استاتیکی و دینامیکی برروی نقاط حالت هم ریخت بررسی شده است. نتایج به دست آمده به دو نکته مهم اشاره دارد. اول این که مایع متان فقط در دمای بالای k30٠ یک مایع همبسته قوی (مایع ساده) محسوب می شود. نکته دوم این که کمیت های ظرفیت گرمایی، تابع توزیع شعاعی، و ضریب پخش برای نقاط حالتی که هم ریخت هستند، چنانچه در واحد های کاهش یافته بیان شوند ویژگی ناوردایی مقیاسی نشان می دهند. از این رو با دانستن این کمیت ها برای یک نقطه حالت، می توان آنها را برای دیگر نقاط حالت هم ریخت تنها با تغییر مقیاس به دست آورد.

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

In this paper, isomorph invariance of liquid methane is investigated by means of constantNVT 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.