Выпуски

 / 

2021

 / 

Февраль

  

Обзоры актуальных проблем


Коллективные составляющие процесса самодиффузии в жидкостях

,
Одесский национальный университет им. И. И. Мечникова, ул. Дворянская 2, Одесса, 65026, Украина

Обзор посвящён описанию современного состояния теории коллективного дрейфа молекул в жидкостях. В связи с этим излагаются результаты молекулярно-динамического моделирования среднеквадратичного смещения и автокорреляционной функции скорости (АКФС) молекулы на достаточно больших временах. Введена и детально изучена характеристическая функция, позволяющая оценивать относительную величину коллективных вкладов в коэффициенты самодиффузии. На основе низкочастотных спектров АКФС молекулы определяются значения максвелловского времени релаксации, играющего важную роль в представленном подходе. На основе изучения температурных зависимостей коэффициентов самодиффузии на изохорах рассматривается возможность определения положений бинодали и спинодали жидкостей.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
Ключевые слова: самодиффузия, коллективные эффекты, автокорреляционная функция скорости, метастабильные состояния, спинодаль
PACS: 61.20.Lc, 61.20.Ne, 66.20.−d, 66.30.jj (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2020.05.038759
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2021/2/c/
Цитата: Маломуж Н П, Шакун К С "Коллективные составляющие процесса самодиффузии в жидкостях" УФН 191 163–181 (2021)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 26 декабря 2019, доработана: 26 апреля 2020, 5 мая 2020

English citation: Malomuzh N P, Shakun K S “Collective contributions to self-diffusion in liquidsPhys. Usp. 64 157–174 (2021); DOI: 10.3367/UFNe.2020.05.038759

Список литературы (139) ↓ Похожие статьи (20)

  1. Фишер И З ЖЭТФ 61 1647 (1971); Fisher I Z Sov. Phys. JETP 34 878 (1972)
  2. Фишер И З, Затовский А В, Маломуж Н П ЖЭТФ 65 297 (1973); Fisher I Z, Zatovskii A V, Malomuzh N P Sov. Phys. JETP 38 146 (1974)
  3. Маломуж Н П, Фишер И З Журн. структурной химии 14 1105 (1973)
  4. Маломуж Н П, Фишер И З Физика жидкого состояния Вып. 1 (Гл. ред. А З Голик) (Киев: Изд-во при Киевском ун-те, 1973) с. 33
  5. Alder B J, Wainwright T E Phys. Rev. Lett. 18 988 (1967)
  6. Alder B J, Wainwright T E Phys. Rev. A 1 18 (1970)
  7. Alder B J, Gass D M, Wainwright T E J. Chem. Phys. 53 3813 (1970)
  8. Wainwright T E, Alder B J, Gass D M Phys. Rev. A 4 233 (1971)
  9. van der Hoef M A, Frenkel D Phys. Rev. Lett. 66 1591 (1991)
  10. van der Hoef M A, Frenkel D, Lodd A J C Phys. Rev. Lett. 67 3459 (1991)
  11. Lowe C P, Frenkel D Physica A 220 251 (1995)
  12. Lowe C P, Frenkel D, Masters A J J. Chem. Phys. 103 1582 (1995)
  13. Résibois P, De Leener M Classical Kinetic Theory of Fluids (New York: Wiley, 1977)
  14. Ernst M H, Hauge E H, van Leewen J M J Phys. Rev. Lett. 25 1254 (1970)
  15. Ernst M H, Hauge E H, van Leewen J M J Phys. Lett. A 34 419 (1971)
  16. Ernst M H, Hauge E H, van Leewen J M J Phys. Rev. A 4 2055 (1971)
  17. Kawasaki K Phys. Lett. A 32 379 (1970)
  18. Gaskell T, March N H Phys. Lett. A 33 460 (1970)
  19. Ernst M H, Dorfman J R Physica 61 157 (1972)
  20. Dorfman J R, Cohen E G D Phys. Rev. A 12 292 (1975)
  21. Mazenko C F Phys. Rev. A 7 209 (1973)
  22. Боголюбов Н Н ЭЧАЯ 9 501 (1978)
  23. Kadanoff L P, Martin P C Ann. Physics 24 419 (1963)
  24. Puff R D, Gillis N S Ann. Physics 46 364 (1968)
  25. McIntyre D, Sengers J V Physics of Simple Liquids (Eds H N V Temperley, J S Rowlinson, G S Rushbrooke) (Amsterdam: North-Holland, 1968) p. 447
  26. Forster D Hydrodynamic Fluctuations, Broken Symmetry, and Correlation Functions (Redwood City, CA: Addison-Wesley, Advanced Book Program, 1990)
  27. Lokotosh T V, Malomuzh N P Physica A 286 474 (2000)
  28. Lokotosh T V, Malomuzh N P J. Mol. Liq. 93 95 (2001)
  29. Lokotosh T V, Malomuzh N P, Shakun K S J. Mol. Liq. 96-97 245 (2002)
  30. Lokotosh T V, Malomuzh N P, Shakun K S J. Chem. Phys. 118 10382 (2003)
  31. Zwanzig R, Bixon M Phys. Rev. A 2 2005 (1970)
  32. Zwanzig R, Bixon M J. Fluid Mech. 69 21 (1975)
  33. Dorfman J R, Cohen E G D Phys. Rev. A 6 776 (1972)
  34. Pomeau Y Phys. Rev. A 5 2569 (1972)
  35. Pomeau Y, Résibois P Phys. Rep. 19 63 (1975)
  36. Hansen J P, McDonald I R Theory of Simple Liquids (New York: Academic Press, 1991)
  37. McDonough A, Russo S P, Snook I K Phys. Rev. E 63 026109 (2001)
  38. Dib R F A, Ould-Kaddour F, Levesque D Phys. Rev. E 74 011202 (2006)
  39. Оскотский В С ФТТ 5 1082 (1963); Oskotskii V S Sov. Phys. Solid State 5 789 (1963)
  40. Bulavin L A, Lokotosh T V, Malomuzh N P J. Mol. Liq. 137 1 (2008)
  41. Локотош Т В и др Украинский физ. журн. 60 8697 (2015)
  42. Маломуж Н П, Фишер И З Украинский физ. журн. 19 5851 (1974)
  43. Bulavin L A et al Украинский физ. журн. 49 6556 (2004)
  44. Булавин Л А, Маломуж Н П, Панкратов К H Журн. структурной химии 47 3554 (2006)
  45. Булавин Л А, Маломуж Н П, Панкратов К H Журн. структурной химии 47 52 (2006)
  46. Lokotosh T V, Malomuzh N P, Pankratov K N J. Chem. Eng. Data 55 2021 (2010)
  47. Локотош Т В, Маломуж Н П, Панкратов К Н Журн. физ. химии 57 1120 (2011)
  48. Локотош Т В, Маломуж Н П, Панкратов К Н Журн. структурной химии 54 S197 (2013)
  49. Маломуж Н П, Махлайчук В Н Расплавы (5) 562 (2018); Malomuzh N P, Makhlaichuk V N Russ. Metall. (8) 750 (2019)
  50. Dexter A R, Matheson A J J. Chem. Phys. 54 203 (1971)
  51. Verlet L Phys. Rev. 159 98 (1967)
  52. Mason W P Physical Acoustics (New York: Academic Press, 1964)
  53. Булавин Л А и др Украинский физ. журн. 31 1703 (1986)
  54. Булавин Л А и др Журн. физ. химии 61 3270 (1987)
  55. Bulavin L A et al Украинский физ. журн. 50 939 (2005)
  56. Malomuzh N P, Shakun K S J. Mol. Liq. 293 111413 (2019)
  57. Vergeles M, Szamel G J. Chem. Phys. 110 3009 (1999)
  58. Ruckenstein E, Liu H Ind. Eng. Chem. Res. 36 3927 (1997)
  59. Wang L EPJ Web Conf. 151 02004 (2017)
  60. Chauhan A S, Ravi R, Chhabra R P Chem. Phys. 252 227 (2000)
  61. Зубарев Д Н Неравновесная статистическая термодинамика (М.: Наука, 1971); Пер. на англ. яз., Zubarev D N Nonequilibrium Statistical Thermodynamics (New York: Consultants Bureau, 1974)
  62. Green M S J. Chem. Phys 22 398 (1954)
  63. Kubo R J. Phys. Soc. Jpn. 12 570 (1957)
  64. Гречаный О А Стохастическая теория необратимых процессов (Киев: Наукова думка, 1989)
  65. Слюсаренко Ю В Украинский физ. журн. 28 774 (1983)
  66. Sokolovsky A I Украинский физ. журн. 45 545 (2000)
  67. Sokolovsky A I Condens. Matter Phys. 9 415 (2006)
  68. Peletminsky S V, Slusarenko Yu V Physica A 210 165 (1994)
  69. Peletminskii S V, Slyusarenko Yu V, Sokolovsky A I Physica A 326 412 (2003)
  70. Рудяк В Я и др ТВТ 46 35 (2008); Rudyak V Ya et al High Temp. 46 30 (2008)
  71. Morse P M, Feshbach H Methods of Theoretical Physics (New York: McGraw-Hill, 1953)
  72. Stepišnik J et al Eur. Phys. J. B 91 293 (2018)
  73. Hartkamp R, Daivis P J, Todd B D Phys. Rev. E 87 032155 (2013)
  74. van der Gulik P S Physica A 256 39 (1998)
  75. National Institute of Standards and Technology. Standard Reference Database 69: NIST Chemistry WebBook (accessed 5 December 2018). Models and Tools. Thermophysical Properties of Fluid Systems, http://webbook.nist.gov/chemistry/fluid
  76. Rumble J R (Ed.) CRC Handbook of Chemistry and Physics (Boca Raton, FL: CRC Press, 2018)
  77. Vogt C, Laihem K, Wiebusch C J. Acoust. Soc. Am. 124 3613 (2008)
  78. Mills R J. Phys. Chem. 77 685 (1973)
  79. Harris K R, Woolf L A J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1 76 377 (1980)
  80. Corbett J W, Wang J H J. Chem. Phys. 25 422 (1956)
  81. Naghizadeh J, Rice S A J. Chem. Phys. 36 2710 (1962)
  82. Laghaei R, Nasrabad A E, Eu B C J. Phys. Chem. B 109 5873 (2005)
  83. Makhlaichuk P V, Makhlaichuk V N, Malomuzh N P J. Mol. Liq. 225 577 (2017)
  84. Malomuzh N P, Makhlaichuk V N J. Mol. Liq. 295 111729 (2019)
  85. Rahman A Phys. Rev. 136 A405 (1964)
  86. Rahman A, Stillinger F H J. Chem. Phys. 55 3336 (1971)
  87. Adebayo G A et al Pramana 75 523 (2010)
  88. Balucani U, Brodholt J P, Vallauri R J. Phys. Condens. Matter 8 6139 (1996)
  89. Lie G C, Clementi E Phys. Rev. A 33 2679 (1986)
  90. Куксин А Ю, Норман Г Е, Стегайлов В В ТВТ 45 00 (2007); Kuksin A Yu, Norman G E, Stegailov V V High Temp. 45 37 (2007)
  91. Байдаков В Г, Скрипов В П ЖЭТФ 75 1007 (1978); Baidakov V G, Skripov V P Sov. Phys. JETP 48 509 (1978)
  92. Malomuzh N P, Shakun K S J. Mol. Liq. 235 155 (2017)
  93. Wright N J, Makri N J. Chem. Phys. 119 1634 (2003)
  94. Трояновский В С Изв. вузов. Физ. (7) 59 (1986); Troyanovskii V S Sov. Phys. J. 29 552 (1986)
  95. Bardik V Yu, Malomuzh N P, Shakun K S J. Chem. Phys. 136 244511 (2012)
  96. Grzybowski A et al J. Chem. Phys. 133 161101 (2010)
  97. Roland C M, Feldman J L, Casalini R J. Non-Cryst. Solids 352 4895 (2006)
  98. Лабинов М С, Сысоев В М, Чалый А В ТВТ 20 1194 (1982)
  99. Лабинов М С, Сысоев В М, Чалый А В Журн. структурной химии 24 (1) 88 (1983)
  100. Бардик В Ю, Сысоев В М ФНТ 24 797 (1998); Bardik V Yu, Sysoev V M Low Temp. Phys. 24 602 (1998)
  101. Rice S A, Allnatt A R J. Chem. Phys. 34 2144 (1961)
  102. Temperley H N V, Rowlinson J S, Rushbrooke G S (Eds) Physics of Simple Liquids (Amsterdam: North-Holland Publ. Co., 1968); Пер. на русск. яз., Темперли Г, Роулинсон Дж, Рашбрук Дж (Ред.) Физика простых жидкостей (М.: Мир, 1971)
  103. Bardic V Yu et al Soft Matter under Exogenic Impacts (NATO Science Series II, Mathematics, Physics and Chemistry) Vol. 242 (Eds J Rzoska, V A Mazur) (Dordrecht: Springer, 2007)
  104. Bardic V Yu, Malomuzh N P, Sysoev V M J. Mol. Liq. 120 27 (2005)
  105. Bardic V Yu et al J. Mol. Liq. 127 96 (2006)
  106. Boulais E Ph.D. Thesis (Montréal: Univ. de Montréal, Ecole Polytechnique de Montréal, 2013)
  107. Croxton C A Liquid State Physics — a Statistical Mechanical Introduction (London: Cambridge Univ. Press, 1974); Пер. на русск. яз., Крокстон К А Физика жидкого состояния. Статистическое введение (М.: Мир, 1978)
  108. Фишер И З Статистическая теория жидкостей (М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит., 1961); Пер. на англ. яз., Fisher I Z Statistical Theory of Liquids (Chicago, IL: Univ. of Chicago Press, 1964)
  109. Makhlaichuk V M Ukr. J. Phys. 63 986 (2018)
  110. Гоцульский В, Маломуж Н П, Чечко В Е Журн. физ. химии 92 1268 (2018); Gotsul'skii V Ya, Malomuzh N P, Chechko V E Russ. J. Phys. Chem. A 92 1516 (2018)
  111. Eyring H J. Chem. Phys. 4 283 (1936)
  112. Френкель Я И Кинетическая теория жидкостей (Л.: Наука, 1975); Пер. на англ. яз., Frenkel J Kinetic Theory of Liquids (Oxford: The Clarendon Press, 1946)
  113. Belonoshko A B et al Nat. Geosci. 10 312 (2017)
  114. Dymond J H, Alder B J Ber. Bunsengesell. phys. Chem. 75 394 (1971)
  115. Verle L Molecular Motion in Liquids (Ed. J Lascombe) (Dordrecht: Springer, 1974)
  116. Davies M, Evans M W Dielectric and Related Molecular Processes Vol. 3 (Ed. M Davies) (London: Burlington House, 1977) p. 1
  117. Higo J et al Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98 5961 (2001)
  118. Маленков Г Г, Наберухин Ю И, Волошин В П Журн. Роcс. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева 53 25 (2009)
  119. Doostmohammadi A et al Nat. Commun. 7 10557 (2016)
  120. Наберухин Ю И, Волошин В П Журн. структурной химии 48 1066 (2007)
  121. Маленков Г Г, Наберухин Ю И, Волошин В П Журн. физ. химии 86 1485 (2012)
  122. Волошин В П, Маленков Г Г, Наберухин Ю И Журн. структурной химии 54 (Приложение 2) S233 (2013)
  123. Bardik V Yu, Shakun K S Украинский физ. журн. 50 404 (2005)
  124. Голик А З, Сысоев В М ТВТ 21 454 (1983)
  125. Стишов С М УФН 114 3 (1974); Stishov S M Sov. Phys. Usp. 18 625 (1975)
  126. Pedersen U R, Schrøder T B, Dyre J C Phys. Rev. Lett. 105 157801 (2010)
  127. Friisberg I M, Costigliola L, Dyre J C J. Chem. Sci. 129 919 (2017)
  128. Oostenbrink C et al J. Comput. Chem. 25 1656 (2004)
  129. Van der Spoel D et al J. Comput. Chem. 26 1701 (2005)
  130. Swope W C et al J. Chem. Phys. 76 637 (1982)
  131. Abraham M et al GROMACS. Groningen Machine for Chemical Simulations. Reference Manual Version 2018 (Groningen: Department of Biophysical Chemistry, Univ. of Groningen, 2018) p. 265
  132. Nosé S J. Chem. Phys. 81 511 (1984)
  133. Hoover W G Phys. Rev. A 31 1695 (1985)
  134. Martyna G J, Tobias D J, KleM L J. Chem. Phys. 101 4177 (1994)
  135. Martyna G J et al Mol. Phys. 87 1117 (1996)
  136. Frenkel D, Smit B Understanding Molecular Simulation: From Algorithms to Applications 2nd ed. (San Diego: Academic Press, 2002)
  137. González M A, Abascal J L F J. Chem. Phys. 135 224516 (2011)
  138. Kuksin A Y et al Mol. Simul. 31 1005 (2005)
  139. Blanchet G, Charbit M Digital Signal and Image Processing Using Matlab (London: ISTE Ltd., 2006)

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение