phmathВестник Государственного университета просвещения. Серия: Физика-МатематикаBulletin of Federal State University of Education. Series: Physics and Mathematics2949-50832949-5067Federal State University of Educationphmath-290Research ArticleСтатьиИЗМЕНЕНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГАЗОВ ПРИ ОБРАЗОВАНИИ В НИХ ПРОСТЕЙШИХ КЛАСТЕРОВCHANGING OF GASES THERMODYNAMIC PROPERTIES PRODUCED BY SIMPLEST CLUSTERS FORMATIONГелиевА. В.noemail@neicon.ru20120801202302141152Copyright © Гелиев А.В., 20232023Гелиев А.В.Гелиев А.В.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.physmathmgou.ru/jour/article/view/290

Основываясь на ab-initio методах квантовой химии, изучаются физико-химические свойства простейших ван-дер-ваальсовых кластеров азота, метана и углекислого газа. Рассчитываются структуры и энергетические характеристики димеров (кластеров, содержащих две молекулы): энергии диссоциации, вращательные постоянные, частоты межмолекулярных колебаний. По данным расчётов определяются суммы по квантовым состояниям различных видов движений, константы равновесия реакций образования димеров. Используя константы равновесия реакций, на основе предложенной газокинетической кластерной модели определяются мольные доли димеров газов, показывается существенное влияние димеров на теплоёмкость газообразного азота, метана и углекислого газа.

The physicochemical properties of the simplest nitrogen, methane and carbon dioxide van der Waals clusters have been investigated on the basis of ab initio quantum chemistry methods. Dimers (clusters including two molecules) structure and energy characteristics such as the dissociation energy, rotational constants, intermolecular vibrational frequencies have been calculated. Various kinds of motion partition functions, equilibrium constants for the dimerization reactions have been determined with the use of the calculations results. The mole fraction of gas dimers have been determined and significant influence of the dimers on the thermal capacity of gaseous nitrogen, methane and carbon dioxide have been shown on the basis of the introduced gas-kinetic cluster model with the use of the reactions equilibrium constants.

кластердимерассоциатыконстанта равновесияквазихимическая кластерная модельмолекулярная орбитальгамильтониануравнение Шрёдингераclusterdimerassociatesequilibrium constantquasi-chemical cluster modelmolecular orbitalHamiltonianSchrödinger equationReferencesХобза П., Заградник Р. Межмолекулярные комплексы: Роль ван-дер-ваальсовых систем в физической химии и биодисциплинах. М.: Мир, 1989.Хобза П., Заградник Р. Межмолекулярные комплексы: Роль ван-дер-ваальсовых систем в физической химии и биодисциплинах. М.: Мир, 1989.Chadwick K.H. Hypersonic Shock Tunnel Measurements and Simulation with a Generic Re-entry Vehicle Configuration // AIAA-Paper, 2000, N2000-2441, 10 p.Chadwick K.H. Hypersonic Shock Tunnel Measurements and Simulation with a Generic Re-entry Vehicle Configuration // AIAA-Paper, 2000, N2000-2441, 10 p.Джон А. Попл , Квантово-химические модели. «УФН», том 172 , № 3, 2002.Джон А. Попл , Квантово-химические модели. «УФН», том 172 , № 3, 2002.Arvin Huang - TeLi and Sheng D. Chao. Intermolecular potentials of the methane dimer calculated with Moller-Plesset perturbation theory and density functional theory //The Journal of Chemical Physics 125, 094312 (2006)Arvin Huang - TeLi and Sheng D. Chao. Intermolecular potentials of the methane dimer calculated with Moller-Plesset perturbation theory and density functional theory //The Journal of Chemical Physics 125, 094312 (2006)Kobraei H.R. and Anderson B.R. Extension of microscopic theory of nucleation to macroscopic clusters//The Journal of Chemical Physics 94(1), 1 January (1991)Kobraei H.R. and Anderson B.R. Extension of microscopic theory of nucleation to macroscopic clusters//The Journal of Chemical Physics 94(1), 1 January (1991)Артюхин А.С., Егоров Б.В., Забабурин Е.А. и др. Кинетика формирования ультра- легкой фракции нейтральных и заряженных кластеров в газодинамических потоках летательного аппарата// ХФ, 2004, т. 24, с. 28-46.Артюхин А.С., Егоров Б.В., Забабурин Е.А. и др. Кинетика формирования ультра- легкой фракции нейтральных и заряженных кластеров в газодинамических потоках летательного аппарата// ХФ, 2004, т. 24, с. 28-46.Левич В.Г. Курс теоретической физики, т. 1, 1962г., М.: Физматлит.Левич В.Г. Курс теоретической физики, т. 1, 1962г., М.: Физматлит.Span R. and Wagner W. A new equation of state for carbon dioxide covering the fluid region from the triple-point temperature to 1100 K at pressures up to 800 MPa// J. Phys. Chem. Ref. Data, Vol. 25, № 6, 1996.Span R. and Wagner W. A new equation of state for carbon dioxide covering the fluid region from the triple-point temperature to 1100 K at pressures up to 800 MPa// J. Phys. Chem. Ref. Data, Vol. 25, № 6, 1996.Setzmann U. and Wagner W. A new equation of state and tables of thermodynamic properties for methane covering the range from the melting line to 625 K at pressures up to 1000 MPa// J. Phys. Chem. Ref. Data, Vol. 20, № 6, 1991.Setzmann U. and Wagner W. A new equation of state and tables of thermodynamic properties for methane covering the range from the melting line to 625 K at pressures up to 1000 MPa// J. Phys. Chem. Ref. Data, Vol. 20, № 6, 1991.Span et al. A Reference of State for the Thermodynamic Properties of Nitrogen for Temperatures from 63.151 to 1000K and Pressures to 2200 MPa // J. Phys. Ref. Data - 2000. - Vol. 29, No. 6. - P. 1407-1413.Span et al. A Reference of State for the Thermodynamic Properties of Nitrogen for Temperatures from 63.151 to 1000K and Pressures to 2200 MPa // J. Phys. Ref. Data - 2000. - Vol. 29, No. 6. - P. 1407-1413.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.