Давление и изотермическая сжимаемость асимметричной комплексной плазмы в приближении Пуассона–Больцмана в корреляционной полости

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В данной работе рассмотрена двухкомпонентная равновесная асимметричная комплексная плазма макроионов конечных размеров с зарядами Z (Z >> 1) и точечных противоположно заряженных микроионов c единичными зарядами. В рамках приближения Пуассона–Больцмана в корреляционной полости рассчитано давление в системе. Приведенный расчет построен на основе вычисления удельной энергии взаимодействия всех частиц (макроионов и микроионов) друг с другом и удельной свободной энергии Гельмгольца. Показано, что давление системы и изотермическая сжимаемость плазмы являются положительными во всем диапазоне концентраций макроионов.

About the authors

И. А. Мартынова

Объединенный институт высоких температур РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Author for correspondence.
Email: martina1204@yandex.ru
Russian Federation, Москва; Долгопрудный

И. Л. Иосилевский

Объединенный институт высоких температур РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: martina1204@yandex.ru
Russian Federation, Москва; Долгопрудный

References

  1. Dijkstra M., van Roij R. Vapour–Liquid Coexistence for Purely Repulsive Point-Yukawa Fluids // J.Phys. Condens. Matter. 1998. V. 10. № 6. P. 1219.
  2. Diehl A., Barbosa M., Levin Y. Charge Renormalization and Phase Separation in Colloidal Suspensions // EPL. 2001. V. 53. № 1. P. 86.
  3. Жуховицкий Д.И., Храпак А.Г., Якубов И.Т. Ионизационное равновесие в сильно неидеальной плазме с конденсированной дисперсной фазой // ТВТ. 1984. T.22. № 5. C.833.
  4. Kenzhebekova A.I., Bastykova N.K., Kodanova S.K., Ramazanov T.S., Maiorov S.A., Moldabekov Z.A. Destruction of a Dust Particle in the White Dwarf Atmosphere // Jpn. J. Appl. Phys. 2020. V. 59. SHHA04.
  5. Клумов Б., Морфилл Г., Попель С. Формирование структур в запыленной ионосфере // ЖЭТФ. 2005. T. 127. № 1. C. 171.
  6. Фортов В.Е., Храпак А.Г., Якубов И.Т. Физика неидеальной плазмы. Учеб. пособие. М.: Физматлит, 2004. 528 с.
  7. Кузнецов И.А., Захаров А.В.,Зеленый Л.М. и др. Пылевые частицы вкосмосе: возможности экспериментальных исследований // Астроном. журн. 2023. Т. 100. №1. С. 41.
  8. Мартынова И.А., Иосилевский И.Л. Давление и изотермическая сжимаемость асимметричной комплексной плазмы с учетом нелинейного экранирования в модели средней ячейки Вигнера-Зейтца // ТВТ. 2023. Т. 61. № 6. С. 836.
  9. Martynova I., Iosilevskiy I. Features of Phase Transitions in Models of Complex Plasma // Contrib. Plasma Phys. 2016. V. 56. № 5. P. 432.
  10. Мартынова И.А., Иосилевский И.Л. О сдвиге границ термодинамической неустойчивости асимметричной комплексной плазмы с учетом эффекта нелинейного экранирования // ТВТ. 2021. Т. 59. № 6. С. 817.
  11. Khrapak S., Khrapak A., Ivlev A., Morfill G. Simple Estimation of Thermodynamic Properties of Yukawa Systems // Phys. Rev. E. 2014. V. 89. № 2. P. 023102.
  12. Farouki R.T., Hamaguchi S. Thermodynamics of Strongly-coupled Yukawa Systems near the One-component-Plasma Limit. II. Molecular Dynamics Simulations // J. Chem. Phys. 1994. V. 101. № 11. P. 9885.
  13. Hamaguchi S., Farouki R.T., Dubin D. Triple Point of Yukawa Systems // Phys. Rev. E. 1997. V. 56. P. 4671.
  14. Мартынова И.А., Иосилевский И.Л. Энергия взаимодействия в приближении Пуассона–Больцмана в корреляционной полости в асимметричной комплексной плазме // ТВТ. 2023. Т. 61. № 2. С. 163.
  15. Aleksander S., Chaikin P.M., Grant P., Morales G.J., Pincus P., Hone D. Charge Renormalization, Osmotic Pressure, and Bulk Modulus of Colloidal Crystals: Theory // J. Chem. Phys. 1984. V. 80. P. 5776.
  16. Bystrenko O., Zagorodny A. Critical Effects in Screening of High-Z Impurities in Plasmas // Phys. Lett. A. 1999. V. 255. P.325.
  17. D’yachkov L.G. Screening of Macroions in Colloidal Plasmas: Accurate Analytical Solution of the Poisson-Boltzmann Equation // Phys. Lett. A. 2005. V. 340. P.440.
  18. Martynova I.A., Iosilevskiy I.L.,Shagayda A.A. Non-linear Screening and Phase States of a Complex Plasma // Contrib. Plasma Phys.2017. V. 58. Iss. 2-3. P. 203.
  19. Martynova I., Iosilevskiy I., Shagayda A. Macroions Nonlinear Screening in Complex Plasma // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. V. 946. P. 012147.
  20. Zhukhovitskii D.I., Petrov O.F., Hyde T.W., Herdrich G., Laufer R., Dropmann M., Matthews L.S. Electrical Conductivity of the Thermal Dusty Plasma under the Conditions of a Hybrid Plasma Environment Simulation Facility // New J. Phys. 2015. V. 17. 053041.
  21. Грязнов В.К., Иосилевский И.Л. Проблема построения интерполяционного уравнения состояния плазмы // Численные методы в механике сплошной среды. 1973. T. 4. № 5. C. 166.
  22. Иосилевский И.Л. Эффекты неидеальности в низкотемпературной плазме. В кн.: Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Т.прилож. III-1 / Под ред. Старостина А.Н., Иосилевского И.Л. (под общ. ред. Фортова В.Е.). М.: Физматлит, 2004. C. 349.
  23. Nordholm S. Simple Analysis of theThermodynamic Properties of the One-component Plasma // Chem. Phys. Lett. 1984. V. 105. № 3. P. 302.
  24. Иосилевский И.Л., Грязнов В.К. Расчет термодинамики многокомпонентной неидеальной плазмы // Теплофизические свойства низкотемпературной плазмы. Сб. /Ред. Иевлев В.М. М.: Наука, 1976. С.25.
  25. Иосилевский И.Л. Об уравнении состояния плазмы // ТВТ. 1980. Т. 18. № 3. С.447.
  26. Грязнов В.К., Иосилевский И.Л., Фортов В.Е. Термодинамика ударно-сжатой плазмы в представлениях химической модели //Ударные волны и экстремальные состояния вещества. Сб. / Ред. Фортов В.Е., Альтшулер Л.В., Трунин Р.Ф., Фунтиков А.И. М.: Наука, 2000. C. 299.
  27. Martynova I.A., IosilevskiyI.L. Interaction Energy in the Poisson-Boltzmann Plus Hole Approximation in Asymmetric Complex Plasmas // Contrib. Plasma Phys. 2024. V.62. №9. e202200110.
  28. Szichman H., Eliezer S., Salzmann D. Calculation of the Moments of the Charge State Distribution in Hot and Dense Plasmas Using the Thomas-Fermi Mo-dels // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1987. V. 38. № 4. P. 281.
  29. Martynova I.A., Iosilevskiy I.L. Macroion Effective Charge in Complex Plasmas with Regard to Microion Correlations // Contrib. Plasma Phys. 2024. V. 61. №2. e202000142.
  30. Филиппов А.В., Решетняк В.В., Старостин А.Н., Ткаченко И.М., Фортов В.Е. Исследование пылевой плазмы на основе интегрального уравнения Орнштейна–Цернике для многокомпонентной жидкости // Письма в ЖЭТФ. 2020. Т.110. Вып. 10. С. 658.
  31. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Учеб.пособ. В 10-ти т. Т. V. Статистическая физика. Ч. I. М.: Физматлит, 2002. 616 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».