液体の構造緩和と熱物性の理論的研究

液体结构弛豫和热物理性质的理论研究

基本信息

批准号：
06740439
负责人：
松本充弘
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06740439/
关键词：
液体構造分子動力学熱伝導水素結合

项目摘要

本研究は、蒸発・凝縮時における液体表面での分子の動的過程についてのこれまでの我々の研究により明らかになってきた単純液体と会合液体の凝縮機構の差異を、水素結合ネットワークを媒介としたエネルギー輸送のメカニズムから理解するために、バルク液体のミクロな構造緩和とエネルギー輸送・伝熱機構を解明することを目的として行われた。主として、メタノールを会合性液体の典型例として分子シミュレーションと解析を行ったが、水素結合の果たす役割をよりはっきりさせるために、単純液体の例としてレナードジョーンズ液体(アルゴン)についても同様の観点からシミュレーションを行い、以下の知見を得た。1.単純液体の場合は、10〜14個程度の最近接分子にほぼ均等にエネルギーを伝達するのに対し、会合性液体の場合は、主として水素結合ネットワークを伝わってエネルギー輸送が起きる。これは、近接分子間のエネルギー揺らぎの相関を計算することにより見出された。2.単純液体・会合性液体共に、バルク液体中に比べて、液体表面でのエネルギー揺らぎが大きく、また、揺らぎの緩和時間も一桁程度長い。すなわち、局所的な「比熱」や「熱伝導率」はバルク液体中と液体表面では大きく異なっている。以上の結果から、凝縮挙動における両液体の顕著な差異が少なくとも定性的に理解される。

本研究旨在阐明简单液体和缔合液体之间的凝结机制的差异，这是我们之前通过氢键网络介导对液体表面分子在蒸发和凝结过程中的动态过程的研究所阐明的目的。本研究旨在阐明散装液体的微观结构弛豫和能量传输/传热机制，以了解能量传输的机制。我们主要以甲醇作为缔合液体的典型例子进行了分子模拟和分析，但为了明确氢键所起的作用，我们还以Lennard-Jones液体（氩）为例进行了相同的模拟。获得了以下结果。 1. 在简单液体的情况下，能量几乎均等地转移到 10 到 14 个最接近的分子，而在缔合液体的情况下，能量传输主要通过氢键网络发生。这是通过计算相邻分子之间能量波动的相关性发现的。 2.在简单液体和缔合液体中，液体表面的能量波动都比本体液体大，并且波动的弛豫时间大约长一个数量级。换句话说，本体液体和液体表面之间的局部“比热”和“热导率”显着不同。从上述结果中，至少可以定性地理解两种液体在冷凝行为方面的显着差异。