Термодинамические функции трехатомных молекул. Аналитическое представление

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Дано аналитическое представление термодинамических функций нелинейных трехатомных молекул в замкнутой форме. Выведены аналитические формулы колебательных и вращательных статистических сумм. Приближения связанных нелинейных осцилляторов и асимметричного волчка используются для расчета этих статистических сумм. Верхние границы колебательных квантовых чисел и поведение термодинамических функций в зависимости от температуры даются на графиках и подробно обсуждаются для воды как тестовой системы. Надежность аналитического метода проверена сравнением с экспериментальными данными и с методом прямого суммирования, в котором используются теоретические значения энергетических уровней. Аналитический подход гораздо более эффективен, чем метод явного суммирования по состояниям.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. Л. Стрекалов

Институт химической кинетики и горения, Сибирское отделение РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: strekalov@kinetics.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Список литературы

  1. Song X.Q., Wang C.W., Jia C.S. //Chem. Phys. Lett. 2017.V.673. P. 50.
  2. Jia C.J., Zhang L.H., Wang C.W. // Chem. Phys. Lett. 2017. V. 667. P. 211.
  3. Tang B., Wang Y.T., Peng X.L., Zhang L.H., Jia C.J. // J. Mol. Structure 2020. V. 1199. P. 126958.
  4. Louis H., Ita B.I., Nzeata N.I. //Eur. Phys. J. Plus 2019. V. 134. P. 315.
  5. Diaf A., Hachama M., Ezzine M.M. //Mol. Phys. 2023. V. 121. P. 2198045.
  6. Onate C.A., Onyeaju M.C., Okorie U.S., Ikot A.N. //Results in Physics 2020. V. 16. P. 102959.
  7. Стрекалов М.Л. //Журн. физ. Химии. 2005. Т. 79. С. 571. (Strekalov M.L. // Rus. J. Phys. Chem. 2005. V. 79. P. 483).
  8. Strekalov M.L. //Chem. Phys. Lett. 2007. V. 439. P. 209.
  9. Strekalov M.L. //Ibid. 2021. V. 764. P. 138262.
  10. Strekalov M.L. // Comput. Theor. Chem. 2021. V. 1202. P. 113337.
  11. Liu G.H., Ding Q.C., Wang C.W., Jia C.S. //J. Mol. Structure 2023.V. 1294. P. 136543.
  12. Liu G.H., Ding Q.C., Wang C.W., Jia C.S. //Chem. Phys. Lett. 2023.V. 830. P. 140788.
  13. Wang C.W., Wang J., Liu Y.S., et al. // J. Mol. Liquids. 2021. V. 321. P. 114912.
  14. Dong Q., Garsía Hernández H.I., Sun G.H., Toutounji M., Dong S.H. // Proc. Roy. Soc. A 2020. V. 476. P. 20200050.
  15. Sarkar P., Poulin N., Carrington T. // J. Chem. Phys. 1999. V. 110. P. 10269.
  16. Osipov V.M. // Mol. Phys. 2004. V. 102. P. 1785.
  17. NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69. https://doi.org/10.18434/T4D303
  18. Dardy P.S., Dahler J.S. //J. Chem. Phys. 1990. V. 93.P. 3562.
  19. Prudente F.V., Riganelli A., Varandas A.J.C. //J. Phys. Chem. A 2001.V. 105, P. 5272.
  20. Nielson H.H. // Rev. Mod. Phys. 1951. V. 23. P. 90.
  21. Гурвич Л.В., Вейц И.В., Медведев В.А. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Т. 1. Кн. 1. М.: Наука, 1978. (Gurvich L.V., Veyts I.V., Alcock C.B. Thermodynamic Properties of Individual Substances.V. 1. 4th edn. N.Y.: Hemisphere, 1991.
  22. Qin Z., Zhao J.M., Liu L.H. // JQSRT 2018. V. 210. P. 1.
  23. Irwin A.W. //Astron. Astrophys. 1987. V. 182. P. 348.
  24. Wolf K.B. Integral Transforms in Science and Engineering N.Y.: Plenum Press, 1979.
  25. Watson J.K.G. // Mol. Phys. 1988. V. 65. P. 1377.
  26. NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69. 2017. http://Webbook.nist.gov/chemistry
  27. Martin J.M.L., François J.P., Gijbels R. // J. Chem. Phys. 1992. V. 96. P. 7633.
  28. Harris G.J., Viti S., Mussa H., Tennyson J. // J. Chem. Phys. 1998. V. 109. P. 7197.
  29. Vidler M., Tennyson J. // J. Chem. Phys. 2000. V. 113. P. 9766.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Определение без вращательной энергии диссоциации D для воды. Вырожденные колебания отсутствуют. Верхние границы колебательных квантовых чисел составляют N1=12, N2=47, N2=11; ν – колебательное квантовое число, ΔЕ – колебательная энергия.

Скачать (107KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Статистическая сумма Qvr для воды как функция температуры в сравнении с рассчитанной Видлером и Теннисоном [29].

Скачать (99KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость теплоемкости Cp (Дж/моль К) от температуры для воды. Прогнозируемые значения сравниваются с экспериментальными данными [26].

Скачать (67KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сравнение рассчитанных величин с экспериментальными данными [26] на графике молярной энтропии (Дж/(моль К)) от температуры.

Скачать (70KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сравнение рассчитанных величин с экспериментальными данными [26] на графике молярной энтальпии H(T) – H(298.15) (кДж/моль) от температуры.

Скачать (67KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимость свободной энергии Гиббса –(G(T) – H(298.15))/T (Дж/(моль К)) от температуры в сравнении с экспериментальными данными [26].

Скачать (66KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024