Thermodynamic properties of polydisperse fluid mixtures

Abstract

We present a systematic study of the thermodynamic properties of a polydisperse fluid mixture. The size of the particles, σ , is assumed to be distributed according to a continuous distribution function fΣ(σ) , for which we have chosen a Γ -distribution. The interatomic potentials are given by a hard core repulsion plus an adjacent attractive tail in the form of a squarewell or a Yukawa potential; for the size-dependence of the attraction strength we have assumed different models. The properties of the mixture are calculated using the optimized random phase approximation (ORPA), a thermodynamic perturbation theory which is known to give reliable results in the case of simple liquids. To take into account polydispersity we combine the ORPA with the orthogonal decomposition technique where all σ -dependent functions (i.e., the correlation functions and the interatomic potentials) are expanded in terms of orthogonal polynomials pi(σ) associated with the weight function fΣ(σ) .

Представлено систематичне дослідження термодинамічних властивостей полідисперсної рідкої суміші. Розмір частинок σ вважається розподіленим згідно з неперервною функцією розподілу fΣ(σ) , для якої ми вибрали Γ -розподіл. Міжатомні потенціали задаються відштовхуванням типу твердих кульок та приєднаним притяганням у формі квадратної ями або потенціалу Юкави; для залежності сили притягання від розміру частинокми приймаємо різні моделі. Властивості суміші розраховуються за допомогою оптимізованого наближення хаотичних фаз (ОНХФ), термодинамічної теорії збурень, яка, яквідомо, дає надійні результати для випадку простих рідин. З метою врахування полідисперсності ми комбінуємо ОНХФ з технікою ортогонального розкладу, в як ій всі σ -залежні функції (тобто кореляційні функції та міжатомні потенціали) розкладаються за ортогональними поліномами pi(σ) , пов’язаними з ваговими функціями fΣ(σ) .