محاسبه خصوصیات ترمودینامیکی مایع هلیم-3 دو بعدی

در این مقاله از یک روش وردشی بر اساس بسط خوشه ای انرژی استفاده‌ شده است؛ تا انرژی آزاد، آنتروپی، معادله حالت، ظرفیت گرمایی و تراکم‌ناپذیری مایع هلیم-3 دو بعدی را در دمای معین محاسبه نماییم. در این محاسبات، پتانسیل لنارد-جونز را به‌عنوان پتانسیل برهم‌کنش بین اتم‌های هلیم در نظر گرفته ایم. محاسبات نشان می دهند که انرژی آزاد سیستم با افزایش چگالی، افزایش و با افزایش دما، کاهش می یابد. همچنین نشان داده ایم که مایع هلیم-3 دو بعدی دارای حالت مقیدی نیست. نتایج محاسبات ما نشان می دهند که با افزایش دما، معادله حالت سیستم سخت تر می شود. برای ظرفیت گرمایی در حجم ثابت دیده ‌شده است که در دمای بالا به مقدار حدی 1 می رسد، یعنی در این حالت سیستم مورد نظر ما دارای رفتاری شبیه یک گاز ایده‌آل دو بعدی کلاسیک می باشد. همچنین نتایج ما نشان داده اند که با افزایش چگالی و دما سیستم موردنظر تراکم‌ناپذیر تر می شود.