НАНОСИСТЕМЫ
Термодинамика и нижняя граница размеров ее применимости
Товбин Ю.К.
Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, http://igic.ras.ru/
Москва 119991, Российская Федерация
Поступила в редакцию 14.02.2020, рецензирована 21.02.2020, принята 24.02.2020
Аннотация. Для описания размерных флуктуаций использованы молекулярная теория на основе модели решеточного газа, которая единственная дает равноточные результаты во всем диапазоне плотностей, и разностное исчисление, отражающее дискретное строение вещества. Нижний предел применимости термодинамики связан с определением размеров, для которых при расчете термодинамических функций можно пренебречь как дискретностью вещества, так и вкладами самопроизвольных флуктуаций. Построены оценки размеров двумерных и трехмерных изолированных капель и для их внутренних областей фаз, меньше которых не могут применяться термодинамические подходы. Получено, что влияние межмолекулярных взаимодействий и движений молекул в плотных фазах максимально проявляется при средних плотностях. Это сохраняет оценки на размерные флуктуации, которые наиболее важны для малых и больших плотностей. Результаты ориентированы на широкий спектр малых систем, возникающих при формировании новой фазы в объеме и в высокодисперсных системах.
Ключевые слова: термодинамика, молекулярная теория, модель решеточного газа, малые системы, дискретность вещества, флуктуации, разностное исчисление
УДК 541.12+536.77
РЭНСИТ, 2020, 12(1):17-28.
DOI: 10.17725/rensit.2020.12.017.
Полнотекстовая электронная версия статьи – на вебсайтах http://elibrary.ru и
http://rensit.ru/vypuski/article/312/12(1)17-28.pdf