Phase behaviour of the restricted primitive model

Abstract

The phase behaviour of the restricted primitive model (RPM) is studied using a microscopic approach recently developed for the description of phase transitions in binary fluid mixtures. For the model we obtain the explicit expression for the functional of the grand partition function. Based on the functional we calculate the phase diagram of the RPM in the high temperature approximation (HTA) and then we do this calculation taking into account the terms of the higher orders in the effective Hamiltonian. In both cases the phase diagrams demonstrate the gas-liquid (GL) and charge ordering phase instabilities. In the latter case, the obtained value for the GL critical temperature is in good agreement with the MC simulation data whereas the critical density is underestimated.

Фазова поведінка примітивної моделі електролітів вивчається, використовуючи мікроскопічний підхід недавно розвинутий для опису фазових переходів у бінарних флюїдних сумішах. Для цієї моделі ми отримуємо явний вираз для функціоналу великої статистичної суми. На основі цього функціоналу ми обчислюємо фазову діаграму примітивної моделі електролітів спочатку у високотемпературному наближенні, а потім, беручи до уваги члени вищого порядку у ефективному гамільтоніані. В обох випадках фазові діаграми демонструють нестабільності типу газ-рідина і типу зарядового впорядкування. В останньому випадку отримане значення критичної температури газ-рідина добре узгоджується з результатами комп’ютерного моделювання методом Монте Карло, тоді як значення критичної густини є занижене.