Thermodynamische Eigenschaften des Phasenübergangs eines Systems harter Kugeln

Abstract

AbstractDie Berechnung der Zustandsgleichung einer dichten Phase durch Monte Carlo‐ oder molekulardynamische Methoden weist einen Phasen‐übergang zwischen einer geordneten dichteren Phase S und einer ungeordneten weniger dichten Phase L auf. Es liegt nahe, diesen Übergang als eine Simulierung des Schmelzübergangs zu betrachten. Diese Annahme wird durch Vergleich der thermodynamischen Eigenschaften eines Systems harter Kugeln mit den Schmelzeigenschaften eines realen Systems geprüft.Eine Reihe von Beziehungen wird abgeleitet für die Berechnung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der Kompressibilität. des Grenzvolumens bei dichter Packung, des Volumensprungs und der Schmelzentropie für ein einer gegebenen realen Substanz äquivalentes System harter Kugeln. Ein Vergleich zwischen den theoretischen und den experimentellen Werten für eine Reihe von Substanzen zeigt. daß eine gute Übereinstimmung für die Flüssigkeitswerte am Tripelpunkt erreicht werden kann. Die thermodynamischen Eigenschaften des S‐Zweiges am Übergang harter Kugeln und die experimentellen Daten in der festen Phase weichen jedoch stark voneinander ab, Aufgrund eines theoretischen Wertes für die Unordnungsentropie kann ein “thermodynamischer” S‐Zweig konstruiert werden, der die thermodynamischen Schmelzeigenschaften auf konsistente Art beschreibt.