Поверхностное натяжение и адсорбция на границе пар–жидкость в системе метан–этан
- 作者: Ленев Д.Ю.1,2, Захаров С.А.1,2, Писарев В.В.1,3
-
隶属关系:
- Объединенный институт высоких температур Российской академии наук
- Московский физико-технический институт
- Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”
- 期: 卷 98, 编号 12 (2024)
- 页面: 127-133
- 栏目: ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ И ПОВЕРХНОСТНЫХ ЯВЛЕНИЙ
- ##submission.dateSubmitted##: 29.05.2025
- ##submission.datePublished##: 15.12.2024
- URL: https://rjonco.com/0044-4537/article/view/681157
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044453724120189
- EDN: https://elibrary.ru/ENGTRZ
- ID: 681157
如何引用文章
详细
Методом молекулярной динамики проведены расчеты парожидкостного равновесия и поверхностного натяжения жидкость–пар для системы метан–этан. Показано хорошее согласие величины парахора для этана между молекулярной моделью и экспериментальными данными для диапазона температур 203–253 К и для давлений до 60 атм. Зависимость поверхностного натяжения смеси от давления в диапазоне 4–40 атм при температуре 213 К показывает уменьшение как поверхностного натяжения, так и разности плотностей между жидкостью и паром при увеличении давления и приближении к критическому локусу. Благодаря аппроксимации полученных для тех же условий профилей плотности можно также сделать вывод об увеличении ширины межфазной границы. Вычислено количество адсорбированного метана на поверхности исследуемой жидкой пленки. Получена зависимость молярной адсорбции метана от разности плотностей компонентов в жидкой и газовой фазах и ее аналитическое выражение в рамках теории Гиббса. Особенностями использованного подхода являются отсуствие необходимости в приближениях идеального газа и идеального раствора и использование только экспериментально получаемых данных в качестве входных. Полученные величины адсорбции метана хорошо соответствуют выведенной аналитической зависимости.
全文:

作者简介
Д. Ленев
Объединенный институт высоких температур Российской академии наук; Московский физико-технический институт
编辑信件的主要联系方式.
Email: lenev@phystech.edu
俄罗斯联邦, Москва, 125412; Москва, 117303
С. Захаров
Объединенный институт высоких температур Российской академии наук; Московский физико-технический институт
Email: lenev@phystech.edu
俄罗斯联邦, Москва, 125412; Москва, 117303
В. Писарев
Объединенный институт высоких температур Российской академии наук; Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”
Email: lenev@phystech.edu
俄罗斯联邦, Москва, 125412; Москва, 101000
参考
- Kalikmanov V.I. Nucleation Theory. Dordrecht: Springer, 2013. P. 8.
- Baidakov V.G., Kaverin A.M., Khotienkova M.N. // Fluid Phase Equilibria. 2013. V. 356. P. 90.
- Каверин А.М., Андбаева В.Н., Байдаков В.Г. // Журн.физ.химии. 2006. Т. 80. № 3. С. 495. [Kaverin A.M., Andbaeva V.N., Baidakov V.G. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2006. V. 80. № 3. P. 413.]
- Товбин Ю.К. Поверхностное натяжение: механика, термодинамика и времена релаксации // Журн. физ. химии. 2018. Т. 92. № 12. С. 1902. https://doi.org/10.7868/S004445371806002X
- Baidakov V.G., Khotienkova M.N. // Fluid Phase Equilibria. 2016. V. 425. P. 402. https://doi.org/10.1016/j.fluid.2016.06.038
- Зайцева Е.С., Товбин Ю.К. // Журн.физ.химии. 2022.T. 96. № 10. С. 1411. doi: 10.31857/S0044453722100351 [Zaitseva, E.S., Tovbin, Y.K. // Russ. J. Phys. Chem. 2022. V. 96. P. 2088–2097.]
- Zakharov S., Pisarev V. // Lecture Notes in Computer Science. V. 14388. P. 59. https://doi.org/10.1007/978-3-031-49432-1_5
- Ленев Д.Ю., Норман Г.Э. // ТВТ. 2019. Т. 57. № 4. С. 534. [Lenev D.Yu., Norman G.E. // High Temp. 2019. V. 57. № 4. P. 490. https://doi.org/10.1134/S004036441904015X]
- Жуховицкий Д.И. // Журн. физ. химии. 2001. Т. 75. № 7. С. 1159. [Zhukhovitskii D.I. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2001. V. 75. № 7. P. 1043.]
- Benet J., MacDowell L.G., and Menduiña C. // J. Chem. Eng. Data. 2010. V. 55. P. 5465.
- Pitakbunkate T., Blasingame T.A., Moridis G.J.et al. // Ind. Eng. Chem. Res. 2017. V. 56. № 40. P. 11634.
- Thompson A.P., Aktulga H.M., Berger R. et al. // Comp Phys Comm. 2022. V. 271. P. 10817.
- Martin M.G., Siepmann J.I. // J. Phys. Chem. B. 1998. V. 102. P. 2569.
- Marrink S.J., de Vries A.H., Mark A.E. // Ibid. 2004. V. 108. № . 2. P. 750.
- Shinoda W., Shiga M., Mikami M. // Phys. Rev. B. 2004. V. 69. P 134103.
- Allen M.P., Tildesley D.J. Computer Simulation of Liquids. Oxford Scholarship Online, 2017. 641 p.
- Baidakov V.G., Protsenko S.P. // J. Phys. Chem. C. 2008. V. 112. № 44. P. 17231.
- Бретшнайдер С. Свойства газов и жидкостей. Инженерные методы расчета. М.-Л.: Химия, 1966. С. 63.
- Escobedo J., Mansoori G.A. // AIChE Journal. 1996. V. 42. № 5. P. 1425.
- Kondratyuk N., Lenev D., Pisarev V. // J Chem. Phys. 2020. V. 152. № 19. P. 191104.
- Захаров С.А., Писарев В.В. // Матем. Моделирование. 2023. Т. 35. № 4. С. 51. https://doi.org/10.20948/mm-2023-04-03
- Kostenetskiy P.S., Chulkevich R.A., Kozyrev V.I. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 1740. P. 012050.
补充文件
