پديد آورنده :
حلمي كهنه شهري، عباس
عنوان :
بررسي ساختار و خواص ترموديناميكي سيالات محدود شده داخل نانو حفره ي كروي و نانو حفره ي بين دو كره ي تودرتوي هم مركز با استفاده از نظريه ي تابعي چگالي
گرايش تحصيلي :
شيمي- شيمي فيزيك
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده شيمي
صفحه شمار :
هجده،199ص.: نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
عزت كشاورزي
استاد مشاور :
محمد كمالوند
توصيفگر ها :
تراكم مويينگي
تاريخ نمايه سازي :
18/11/93
استاد داور :
غلام عباس پارسافر، يوسف غايب، حسين فرخ پور
كد ايرانداك :
ID696 دكتري
چكيده فارسي :
1 چكيده ميدانيم كه امروزه مطالعهي ساختار و خواص سطحي و ترموديناميكي سياالت محدود شده در نانوحفرات سه بعدي به علت كاربردهاي فراوان صنعتي و غير صنعتي آنها از اهميت ويژهاي در تمامي زمينهها برخوردار است لذا اين رساله به بررسي ساختار و خواص سياالت محدود شده درون نانوحفراتي با تقارن كروي اختصاص يافته است براي مطالعهي سامانههاي مختلف از نسخهي بسيار كارآمد MFMT نظريهي تابعي چگالي استفاده شده است در فصل نخست در ابتدا افزايش يك ذرهي كروي در اندازههاي كوچكتر از اندازهي مولكولهاي سيال در مركز نانوحفره كروي بر ساختار و خواص ترموديناميكي سيال محدود شده مورد مطالعه قرار گرفته است نتايج محاسبات نشان مي دهند كه با افزايش ذرهي كروي و ثابت كردن آن در مركز نانوحفرهي كروي يك حجم مستثني شده پيرامون ذرهي كروي ايجاد ميشود كه به شدت خواص ترموديناميكي سياالت محدود شده را به علت عامل آنتروپي و انرژي ناشي از حضور اين حجم تحت تاثير قرار ميدهد نتايج محاسبات دانسيته ي ميانگين سيال دويوكاوا نشان از وجود گذار فاز از حالت شبه گازي به حالت شبه مايع در برخي شرايط ترموديناميكي دارد مقايسه نمودارهاي گذار فازي سيال درون نانوحفره كروي با سيال درون نانوحفرهي كروي در حضور ذره در مركز نانوحفره نشان ميدهد كه با قرار دادن اين ذرهي كوچك در مركز نانوحفره يك جهش در مكان دانسيتهي تودهاي گذار فاز نسبت به كرهي توخالي نشان ميدهد همچنين با قرار دادن اين ذره در مركز نانوحفره به علت وجود آمدن عامل آنتروپي و قطع شدن بخشي از برهمكنشهاي بين مولكولي روي ذرهي كروي قطرهي مايع ايجاد درون نانوحفرهي كروي توخالي تحليل رفته و داخل نانوحفره پخش ميشود در بخش بعدي اين فصل توابع دانسيتههاي وزني براي سامانههاي با تقارن كروي پيرامون نانوحفرهي كروي با شعاعهاي كوچكتر از شعاعهاي مولكولي و درون نانوحفرات كروي محاسبه گرديده است بررسيها حاكي از آن است كه ساختار و خواص سياالت درون نانوحفره از عامل آنتروپي و انرژي تعيين ميگردد بهطوري كه با بيشينه شدن نقش عامل انرژي نسبت به عامل آنتروپي دانسيتهي نقطهي برخورد كنار ديوارهي محدب بيشتر از ديوارهي مقعر مي شود و بلعكس با بيشينه شدن نقش عامل آنتروپي نسبت به عامل انرژي دانسيتهي نقطهي برخورد كنار ديوارهي مقعر بيشتر از ديوارهي محدب مي شود يافتههاي اين بررسي حاكي از وجود گذار فاز سيال گاز مانند به مايع مانند به علت انحناي ديوارههاي نانوحفره است به طوري كه با ثابت كردن اندازهي كرهي داخلي و با افزايش اندازهي نانوحفره اين گذار فازي اتفاق مي افتد در فصل بعدي اين رساله اثرات محدوديت سه بعدي و شرايط ترموديناميكي بر وارونگي جمعيت جذب گزينشي و جدايي فاز مخلوط دوتايي سيال لنارد جونز مورد مطالعه قرار گرفته است مطالعات ما در اين فصل نشان مي دهد كه عوامل آنتروپي و انرژي بهينه باعث جذب گزينشي گونهي كمتر با برهمكنشهاي ضعيفتر و اندازهي بزرگتر در سيال تودهاي به داخل نانوحفرهي كروي و در نتيجه بروز پديدهي وارونگي جمعيت در اين سامانهها ميشود مطالعات ما نشان ميدهد كه با تعيين بهينه شرايط ترموديناميكي از قبيل دما نسبت اندازهي دو ذره و اندازهي نانوحفرهي كروي ميتوان باعث جذب گزينشي يك گونه به داخل نانوحفره و در نتيجه جداسازي گزينشي شد در نهايت به بررسي تاثير نوع برهمكنشهاي سيال سيال و سيال ديواره و انحنا و جهت انحناي ديواره بر كميتهاي كشش بين سطحي و جذب افزوده در همسايگي ديوارهي نانوحفرهي كروي پرداخته شده است هدف اصلي بررسي روند تغييرات كشش بين سطحي و جذب افزودهي سياالت در دو سوي ديوارهي نانوحفره كروي با تغييرات انحناي ديوارهي نانوحفره است نتايج اين فصل نشان ميدهند رفتار كيفي و روند تغييرات كشش بين سطحي و جذب افزودهي سياالت وابسته به جهت انحناي ديواره است در حالي كه عالمت اين كميتها براي هر دو سوي ديواره يكسان است بررسيها حاكي از وجود يك رابطه ي خطي بين كشش بين سطحي سياالت در دو سوي ديواره و همچنين جذب افزودهي سياالت در دو سوي ديواره است عالوه براين مطالعات نشان مي دهد كه اين رابطه خطي بين كشش بين سطحي و جذب افزوده در هر سوي ديواره همواره برقرار است كليدواژه سياالت محدود شده نظريه تابعي چگالي نانوحفرهي كروي نانوحفرهي بين دو كرهي هممركز تراكم مويينگي
چكيده انگليسي :
219Investigation of the Structure and Thermodynamic Properties of Confined Fluidsin Nanospherical pores and Pore between two homocentric spheres A DFT Study Abbas Helmi Email address a helmi@ch iut ac ir Date of submission October 25 2014 Department of chemistry Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Supervisor Prof Ezat Keshavarzi keshavrz@cc iut ac ir Department Graduate Coordinator Alireza Najafi Department of Chemistry Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranAbstractOver the past few years the structure thermodynamic properties and phase behavior of confined fluids have beenthe subject of many experimental and theoretical studies due to their importance for such industrial applications Therefore in this thesis the modified fundamental measure theory is applied to investigate the structure thermodynamic properties and phase behavior of confined fluids inside of the nano spherical pores in the firststep of this thesis we presented limits of weighted densities integrals to primate a direct solutions for bi sphericalpores in which the diameter of the inner sphere is less than molecular diameter and also for case of an emptyspherical pore in the region around its center up to 2 In this thesis we investigate the effects of concavo convex walls of a nanopore which formed between twohomocentric spheres on the structure and thermodynamic properties of confined fluids The results obtained fromthis study show that the structure and thermodynamic properties of fluids are determined by the two entropy andenergy effects In Yukawa fluids for the thermodynamic state in which the energy effect is the dominant factor contact density at a concave wall is less than that at a convex wall this will be reversed for the thermodynamicstate in which the entropy effect is the dominant factor such as for hard sphere fluids It is possible to findthermodynamic states in which contact densities at concave and convex walls become identical Also capillarycondensation is in certain cases observed for Yukawa fluids In the next step we have shown that the structure amount of adsorption and also the position of capillary condensation of fluid basically changes even by insertinga very thin sphere Rs 0 01 in an ESP In fact the existence of a forbidden region around the inner sphere for thecase bi spherical pores even Rs 0 01 causes a remarkable shift in the adsorption in the bulk density at whichthe phase transition happened the insertion of a tiny sphere in an ESP cusses the liquid droplet which is formedin the center of ESP to sprinkles in whole of the nano pore In addition in this thesis we investigate thepopulation inversion selective adsorption and demixing of confined mixture fluids in a spherical nanocavity Our results show that for L J asymmetric binary mixture fluids indicate that the mole fraction of large species molecules with bigger radii inside the cavity becomes greater with increasing size ratio or with decreasing
استاد راهنما :
عزت كشاورزي
استاد مشاور :
محمد كمالوند
استاد داور :
غلام عباس پارسافر، يوسف غايب، حسين فرخ پور
