12482

12482

گسترش تئوري اغتشاش ترموديناميكي به فاز جامد

دكتري

شيمي

دي 1392

دي 1392

دكتر فرزانه فيضي

چكيده معادله حالت جديدي، شامل ترم‌هاي مرجع و اغتشاش، براي فاز جامد بر اساس تئوري اغتشاش ترموديناميكي ارايه شده است. سيستم زنجير كرات سخت به عنوان مرجع انتخاب شده و بنابراين معادله حالت از نوع اغتشاش زنجير است. سيستم زنجير كرات سخت به نوبه خود از تئوري اغتشاش ترموديناميكي حاصل شده است كه نتيجه اعمال اغتشاش تشكيل زنجير از تئوري درجه دوم ورتايم به سيستم مرجع منومرهاي كره سخت است. شبيه‌سازي‌هاي مونت كارلو (MC) براي تعيين توابع توزيع شعاعي و سه‌گانه (در فاز سيال و جامد) براي سيستم منومري كرات سخت انجام شد. همچنين، جهت آزمايش معادله حالت جديد، شبيه‌سازي‌هاي (MC) براي تعيين دقيق معادله حالت و تعادل فاز در سيستم زنجير خطي و انعطاف‌پذير كرات سخت انجام شد. مقايسه داده‌هاي شبيه‌سازي با پيش‌بيني‌هاي تئوري اغتشاش نشان داد كه رفتار سيستم زنجير انعطاف‌پذير با دقت مناسبي پيش‌بيني شده است. در مرحله بعد، پتانسيل چاه‌مربعي به عنوان جاذبه در نظر گرفته شده و به صورت ترم اغتشاش پراكندگي به ترم مرجع زنجير افزوده شد. معادله حالت نهايي حاصل شده در مقابل داده‌هاي شبيه‌سازي ملكولي آزمايش شد و در همه موارد نتايج قابل قبولي بدست آمد. همانند ديگر معادلات حالت ملكولي استاندارد، هر ماده در قالب معادله حالت جديد داراي سه پارامتر طول زنجير، قطر سگمنت و انرژي جاذبه بين سگمنت‌ها است. در نهايت، معادله حالت جديد فاز جامد براي سيستم خالص و مخلوط آلكان‌ها و پيش‌بيني شرايط تشكيل رسوب واكس در اين سيستم‌ها به كار گرفته شد. نتايج اين پژوهش نشان داد كه اعمال معادله حالت به فاز جامد مي‌تواند براي مدل‌سازي اين فاز مناسب باشد و منجر به پيش‌بيني‌هاي با دقت قابل قبول مي‌شود. مهم‌ترين دستاورد اين پژوهش، ارايه يك قالب مبتني بر تئوري اغتشاش ترموديناميكي براي توسعه معادلات حالت فاز جامد است. كليدواژه‌ها: تئوري اغتشاش؛ فاز جامد؛ شبيه‌سازي ملكولي؛ مونت كارلو؛ معادله حالت؛ رسوب واكس.