Анотація до роботи:

Мороз К.О. Вплив тиску на термодинамічні властивості рідких вуглеводнів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.14 – теплофізика та молекулярна фізика. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2006.

Дисертація присвячена дослідженням рівняння стану та молекулярної структури рідин. Отримані P–V–T дані, проведений розрахунок термодинамічних властивостей в інтервалі тисків від 0.1 до 245.2 МПа та температур від 313 К до 453 К для поліциклічних вуглеводнів та рідких систем із вмістом фулерену С₆₀ і запропоновано обгрунтовані аналітичні залежності для знайдених термодинамічних властивостей. Встановлено, що температурні залежності коефіцєнта теплового розширення a_P та модуля пружності K_T на ізохорах мають ентропійний характер в усіх досліджених поліциклічних вуглеводнях. Здійснено пошук напівемпіричного рівняння стану, що допускає статистичне обгрунтування і має не лише перші, але і другі похідні такі, що адекватно передають термобаричні залежності термодинамічних властивостей молекулярних рідин: коефіцєнта теплового розширення a_P , модуля пружності K_T , ізотермічних приростів ентальпії DH, ентропії TDS, та повної внутрішньої енергії DU, ізобаричної молярної теплоємності C_P та ізохоричної молярної теплоємності C_V. Методом функцій густини ймовірності атом-атомного розподілу проведено розрахунок молекулярної структури поліциклічних вуглеводнів: пінана, a-пінена, 1-3-диметиладамантана, 3-циклопентилтолуолу та 3-циклогексилтолуолу, а також розчину фулерену С₆₀ в толуолі. Методом МД моделювання показано, що тиск посилює орієнтаційне упорядкування в молекулярних рідинах з анізотропною формою молекул, а додавання до них домішок із сферичною формою молекул послаблює орієнтаційне упорядкування в усьому дослідженому інтервалі тисків і температур.

1. Рівняння стану Тейта адекватно описує P–V–T дані досліджених поліциклічних вуглеводнів і має перші та другі похідні, що адекватно передають термобаричні залежності їх термодинамічних властивостей. Воно дозволяє розрахувати експериментальні значення коефіцієнта теплового розширення a_P та ізотермічного модуля пружності K_T із середньоквадратичним відхиленням, що не перевищує відповідно 2% та 1%, а ізотермічні прирости DG, TDS, DH, DU, DC_P та DC_V із середньоквадратичним відхиленням, що не перевищує відповідно 0.2%, 2%, 2%, 2.5%, 4%, 4%.

2. Температурні залежності коефіцієнта теплового розширення a_P та модуля пружності K_T на ізохорах мають ентропійний характер в усіх досліджених поліциклічних вуглеводнях.

3. Розрахунок параметрів молекулярної структури методом МД моделювання показав, що тиск посилює орієнтаційне упорядкування в досліджених рідинах з анізотропною формою молекул, а додавання до них домішок із сферичною формою молекул послаблює орієнтаційний порядок в усьому дослідженому інтервалі тисків і температур.

4. З аналізу термодинамічних властивостей, отриманих даних по структурі та розрахованих значень сталої B рівняння стану Тейта для досліджених поліциклічних вуглеводнів випливає, що в цій групі рідин найбільшою енергією міжмолекулярної взаємодії характеризується рідина з найбільш компактною структурою (пінан).

5. P–V–T дані системи фулерен C₆₀ –толуол описуються рівнянням стану Тейта. Додавання фулерену в толуол суттєво збільшує значення сталої Тейта В, при цьому значення пружного модуля K_T збільшуються у 1.5 рази. З розрахунків структури цієї рідкої системи методом МД моделювання випливає, що додавання невеликої кількості сферично-симетричних молекул фулерену до толуолу ослаблює в ньому орієнтаційне упорядкування в дослідженому інтервалі тисків та температур.

Публікації автора:

Основні результати проведеного дослідження опубліковані в наступних працях:

1. Адаменко І.І., Мороз К.О. Рівняння стану окремих каркасних вуглеводнів в інтервалі тисків від 0.1 до 177 МПа // Вісник Київського університету, серія фізико-математичні науки. – 1997. – вип.3. – C. 338–344.

2. Вплив форми молекул на рівноважні властивості рідин / Адаменко I.I., Мороз К.О., Каричковський О.П., Маркуця С.О. // Вісник Київського університету, серія фізико-математичні науки. – 1998. – вип.3. – C. 452–455.

3. Адаменко I.I., Мороз К.О. Вплив форми молекул на рівноважні властивості ксилолу // Вісник Київського університету, серія фізико-математичні науки. – 1999. – вип.1. – C. 307–310.

4. Adamenko I.I., Moroz K.O. Influence of molecules form on equilibrium properties of selected hydrocarbons // J. Mol. Liq. – 2001. – V. 93, №1–3 – P.193–196.

5. Structure, vibrational, and calorical properties of fullerene C₆₀ in toluene solution / Pryluskyy Yu.I., Durov S.S., Bulavin L.A., Adamenko I.I., Moroz K.O., Graja A., Boguchki A., Scharff P. // Fullerene Sci. and Technol. – 2001. – V.9, №2 – P. 167–174.

6. Адаменко I.I., Белеєвич І.В., Мороз К.О. Вплив тиску на термодинамічні властивості 1,3-диметиладамантану // Вісник Київського університету, cерія фізико-математичні науки. – 2001. – вип.3. – C. 411–415.

7. Адаменко I.I., Белеєвич І.В., Мороз К.О. Вивчення рівняння стану деяких рідких вуглеводнів // Вісник Київського університету, cерія фізико-математичні науки. – 2001. – вип.4. – C. 413–417.

8. Адаменко I.I., Зелінський С.О., Мороз К.О. Дослідження рівняння стану анізотропних молекулярних рідин на прикладі 1,3-диметиладамантану // Вісник Київського університету, cерія фізико-математичні науки. – 2004. – вип.4. – C. 391–396.

9. Adamenko I.I., Bulavin L.A., Moroz K.O. The influence of pressure on freezing in molecular liquids // J. Mol. Liq. – 2005. – Vol.120 – P. 59–61.

10. Structure and thermophysical properties of fullerene C₆₀ aqueous solutions / Prylutskyy Yu.I., Durov Yu.I., Bulavin L.A., Adamenko I.I., Moroz K.O., Geru I.I., Dihor I.N., Scharff P., Eklund P.C., Grigorian N. // Int. J. of Thermophysics – 2001. – Vol.22, №3 – P.943–956.

11. Equation of state for C₆₀ toluene solution / Adamenko I.I., Bulavin L.A., Moroz K.O., Prylutskyy Yu.I., Scharff P. // J. Mol. Liq. – 2003. – V.105, №2–3 – P. 149–155.

12. Thermodynamic properties of C₆₀ fullerene water solution / Adamenko I.I., Moroz K.O., Durov S.S., Prylutskyy Yu. I., Scharff P., Braun T. // High Pressure Research. – 2003. – Vol.23, №3. – P. 271–273.

13. Equation of state for C₆₀ fullerene aqueous solutions / Adamenko I.I., Moroz K.O., Prylutskyy Y.I., Eklund P., Scharff P., Braun T. // Int. J. Thermophysics. – 2005. – Vol.26, №3. – P. 795–805.

14. Adamenko I.I., Moroz K.O. Influence of molecules form on equilibrium properties of polycyclic hydrocarbons // International Conference "Special Problems in Physics of Liquids". – Odessa (Ukraine). – 1999. – P.46.

15. Self-organizing fullerene C₆₀ molecules in aqueous solution / Adamenko I.I., Bulavin L.A., Moroz K.O., Prylutskyy Yu.I., Durov S.S. // Workshop on Modern Problems of Soft Matter Theory. – Lviv (Ukraine). – 2000. – P.116.

16. Adamenko I.I., Moroz K.O. Influence of macro- and microparameters on thermodynamic properties of skeleton hydrocarbons // International Conference "Phys. Disordered Systems – II". – Lviv (Ukraine). – 2003. – P.126.

17. The equation of state for fullerene C₆₀ mixture in toluene / Adamenko I.I., Bulavin L.A., Moroz K.O., Prylutskyy Yu.I. // International Conference "Physics of Liquid Matter: Modern Problems". – Kyiv (Ukraine). – 2001. – P.155.

18. Adamenko I.I., Moroz K.O., Beleyevych I.V. The equation of state for selected polycyclic hydrocarbons // 5th Liquid Matter Conference of the European Physical Society. – Konstanz (Germany). – 2002. – V. 26F. – P.70.

19. Adamenko I.I., Bulavin L.A., Moroz K.O. The influence of pressure on the process of melting in molecular liquids // 2nd International Conference "Physics of Liquid Matter: Modern Problems". – Kyiv (Ukraine). – 2003. – P.26.

20. Thermophysical properties of organic solution of fullerene C₆₀ / Adamenko I.I., Bulavin L.A., Moroz K.O., Prylutskyy Yu.I. // 3rd International Conference "Physics of Liquid Matter: Modern Problems". – Kyiv (Ukraine). – 2005. – P.147.

21. Thermodynamic properties of fullerene C₆₀ aqueous solution / Adamenko I.I., Bulavin L.A., Moroz K.O., Prylutskyy Yu.I., Scharff P. // III International Conference on Hydrogen Bonding and Molecular Interactions. – Kyiv (Ukraine). – 2006. – P.131.