Том 21, номер 09, статья № 7

Аннотация:

Методом молекулярной динамики проведены систематические расчеты поверхностного натяжения малых капель леннард-джонсовской жидкости в зависимости от эквимолярного радиуса (R_e) и температуры (T). Показано, что поверхностное натяжение уменьшается с уменьшением эквимолярного радиуса капли вплоть до нуля при некотором R₀, зависящем от температуры. Зависимость отношения поверхностного натяжения капли к поверхностному натяжению плоской границы жидкость - пар (σ/σ_∞) является универсальной функцией отношения эквимолярного радиуса капли к R₀. Предложены аппроксимационные формулы зависимостей σ/σ_∞ = f(R_e/R₀) и R₀(T).

Ключевые слова:

поверхностное натяжение, нуклеация, метод молекулярной динамики

Список литературы:

1. Анисимов М.П. Нуклеация: теория и эксперимент // Успехи химии. 2003. Т. 72. № 7. С. 664-704.
2. Гиббс Дж.В. О равновесии гетерогенных веществ // Гиббс Дж.В.. Термодинамика. Статистическая механика. М.: Наука, 1982. С. 61-344.
3. Tolman R.C. The Effect of Droplet Size on Surface Tension // J. Chem. Phys. 1949. V. 17. N 3. P. 333-337.
4. Onischuk A.A., Purtov P.A., Baklanov A.M., Karasev V.V., Vosel S.V. Evaluation of surface tension and Tolman length as a function of droplet radius from experimental nucleation rate and supersaturation ratio: Metal vapor homogeneous nucleation // J. Chem. Phys. 2006. V. 124. 014506. 13 p.
5. Роулинсон Дж., Уидом Б. Молекулярная теория капиллярности. М.: Мир, 1986. 375 с.
6. Бродская Е.Н., Русанов А.И. Исследование малых систем методом молекулярной динамики // Коллоид. ж. 1977. Т. 39. № 4. С. 636-656.
7. Thompson S.M., Gubbins K.E., Walton J.P.R.B., Chantry R.A.R., Rowlinson J.S. A molecular dynamics study of liquid drops // J. Chem. Phys. 1984. V. 81. N 1. P. 530-542.
8. Powles J.G., Fowler R.F., Evans W.A.B. A new method for computing surface tension using a drop of liquid // Chem. Phys. Lett. 1983. V. 96. N 3. P. 289-292.
9. El Bardouni H., Mareschal M., Lovett R., Baus M. Computer simulation study of the local pressure in a spherical liquid - vapor interface // J. Chem. Phys. 2000. V. 113. N 21. P. 9804-9809.
10. Arcidiacono S., Poulikakos D., Ventikos Y. Oscillatory behavior of nanodroplets // Phys. Rev. E. 2004. V. 70. 011505. 7 p.
11. Holian B.L., Evans D.J. Shear viscosities away from the melting line: A comparison of equilibrium and nonequilibrium molecular dynamics // J. Chem. Phys. 1983. V. 78. N 8. P. 5147-5150.
12. Rosjorde A., Fossmo D.W., Bedeaux D., Kjelstrup S., Hafskjold B. Nonequilibrium molecular dynamics simulations of steady-state heat and mass transport in condensation // J. Colloid and Interface Sci. 2000. V. 232. P. 178-185.
13. Iland K., Wolk J., Strey R., Kashchiev D. Argon nucleation in a cryogenic nucleation pulse chamber // J. Chem. Phys. 2007. V. 127. 154506. 11 p.
14. Wedekind J., Wolk J., Reguera D., Strey R. Nucleation rate isotherms of argon from molecular dynamics simulations // J. Chem. Phys. 2007. V. 127. 154515. 11 p.