Surface tension at the liquid-vapor interface of screened ionic mixtures

Abstract

The liquid-vapor interface of binary mixtures of charged particles is studied using molecular dynamics (MD) simulations. The interaction between particles is given by a short-range repulsive potential plus an attractive/repulsive Yukawa term, which models screened electrostatic interactions. To obtain the components of the pressure tensor two methods were used: a hybrid MD method which combines the hard sphere and continuous forces and a standard continuous MD method where the hard sphere was replaced by a soft interaction. We show that both models give essentially the same results. As the range of interaction decreases, the critical temperature and surface tension increase. The comparison with the restricted primitive model of ionic fluids is discussed.

Вивчається границя розділу рідина-пара бінарної суміші заряджених частинок, використовуючи комп’ютерне моделювання методом молекулярної динаміки (МД). Взаємодія між частинками задається сумою короткосяжного потенціалу відштовхування і притягуючим/відштовхуючим потенціалом Юкави, який моделює екрановані електростатичні взаємодії. Для того, щоб отримати компоненти тензора напружень, використовуються два методи: гібридний метод МД, який об’єднує тверду сферу і неперервні сили і стандартний метод МД, в якому тверда сфера заміщена м’якою взаємодією. Ми показуємо, що обидві моделі дають, по суті, однакові результати. Якщо область взаємодії зменшується – критична температура і поверхневий натяг зростають. Обговорюється порівняння з примітивною моделлю іонних флюїдів.