Анотація до роботи:

Зелінський С.О. Вплив тиску та температури на термодинамічні властивості розчинів гліцерин-вода – 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, 2008.

Дисертація присвячена дослідженню зв’язку термодинамічних властивостей з молекулярною структурою розчинів гліцерин-вода, води та гліцерину в широкому інтервалі зміни тиску та температури. Для цього було: експериментально отримано дані з густини вздовж лінії рівноваги рідина-пара для води та розчинів гліцерин-вода в інтервалі температур 289К 357К.; методом сільфоного п’єзометра з диференціальним трансформаторним датчиком лінійних зміщень отримано P-V-T дані в інтервалі тисків 0.1МПа 103МПа та температур 293К375К; розраховано методами чисельного диференціювання та інтегрування ізотермічний модуль пружності , коефіцієнт теплового розширення , ізобаро-ізотермічні прирости потенціалу Гіббса , ентропії , внутрішньої енергії та ентальпії для води та збагачених водою розчинів гліцерин-вода в досліджуваному інтервалі температур та тисків; методом молекулярної динаміки проведено розрахунок молекулярної структури води, гліцерину та розчину 0.27м.д. гліцерину у воді при Т = 300К і Т= 354К. та тисках 0.1МПа. і 100МПа.

Проведені дослідження показали що, на концентраційній залежності густини розчинів гліцерин-вода при концентрації 0.33м.д. гліцерину існує стрибок густини, що пов’язаний з проникненням двох молекул води в структуру молекули гліцерину. Спостережено для розчинів гліцерин-вода з вмістом гліцерину менше 0.33м.д. існування максимуму на температурній залежності модуля пружності при температурі 320К. в інтервалі тисків 0.1МПа 103МПа. а також особливість баричної залежності коефіцієнта теплового розширення. Показано існування межової концентрації (0.33м.д. гліцерину), до якої в розчинах гліцерин-вода зберігаються структурні особливості подібні до структурних особливостей води. Ця межова концентрація гліцерину зменшується в розчинах гліцерин-вода при збільшені тиску. Результати МД моделювання функції густини ймовірності атом-атомного розподілу та кутового розподілу водневого зв’язку показали, що у воді кількість водневих зв’язків зменшується при збільшені тиску та додавання до неї гліцерину. При цьому кут О-Н...О у воді зменшується, а відстань збільшується. В гліцерині навпаки, збільшення тиску призводить до збільшення кількості водневих зв’язків. Показано, що отримані P-V-T дані описуються напівемпіричним рівнянням стану Тейта, яке адекватно передає особливості термобаричних залежностей модуля пружності і коефіцієнта теплового розширення.

Публікації автора:

1. A. Puzenko, Y. Hayashi Relaxation Dynamics in Glycerol – Water Mixtures: I. Glycerol-Rich Mixtures. // J. Phys Chem. B. – 2005. – Vol.109, №12. – P.6031–6035.

2. Y. Hayashi, A. Puzenko, I. Balin, YE. Ryabov, Y. Feldman Relaxation Dynamics in Glycerol – Water Mixtures: II. Mesoscopic Feature in Water Rich Mixtures. //J. Phys Chem. B – 2005. – Vol. 109, №18. – P. 9174–9177.

3. Y. Hayashi, A. Puzenko, Y. Feldman Slow and fast dynamics in glycerol–water mixtures. // Journal of Non-Crystalline Solids. – 2006 – Vol.352, №43. – Р. 4697 - 4703

4. Самолов О.Я. Структура водныхх растворов электролитов и гидратация ионов. – М.: Наука 1957. – 173 с.

5. Булавин Л.А. Маломуж М.П. Панкратов К.Н. Характер теплового движения молекул воды согласно експерементальных данных по квазиупругому некогерентному рассеянию медленных нейтронов // ЖФХ. – 2006. – № 52. – С. 47 – 58.

6. T.V. Lokotosh, S. Magazu, G. Maisano, N.P. Malomuzh Nature of self-diffusion and viscosity in supercooled liquid water. // Physical Review B. – Vol.62, №3. – Р. 3572 - 3580

7. David Van Der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess , Gerrit Groenhof , Alan E. Mark , Herman J. C. Berendsen. // GROMACS: Fast, flexible, and free – 2005. – Vol.26,№16. – Р. 1701 – 1718.

8. Сысоев В. М. О статистическом обосновании функционального вида уравнения Тэйта // ФЖС. – 1975. – № 3. – С. 34–38

9.Адаменко И.И., Голик А.З. Некоторые уравнения состояния жидкостей. // Физика жидкого состояния. Из-во Киевского университета. – 1980. – Вып.8. – С.45-53.

1. Адаменко І.І., Зелінський С.О., Мороз К.О. Рівняння стану та деякі термодинамічні властивості 1-3-диметиладамантану. // Вісник Київського університету. Серія: фізико-математичні науки. – 2004. – № 3. – С.363-369.

2. Адаменко І.І., Зелінський С.О., Мороз К.О. Дослідження рівняння стану анізотропних молекулярних рідин на прикладі 1-3-диметиладамантану. // Вісник Київського університету. Серія: фізико-математичні науки. – 2004. – № 4. – С. 391-397.

3. Адаменко І.І., Булавін Л.А., Булах В.В., Зелінський С.О. Аномальна поведінка густини розчинів гліцерин-вода. // Вісник Київського університету. Серія: фізико-математичні науки. – 2005. – № 3. – С. 463-467.

4..Adamenko І.І, Bulavin L.A., Ilyin V., Zelinsky S.A., Moroz K.O. Anomalous behavior of glycerol-water solutions. // Journal of Mol.Liquid. – 2006. – Vol. 127. – Р. 90-92.

5. Adamenko I.I., Zelinsky.S.A. Korolovich V.V. Thermodynamics properties of Glycerol-Water Solution. // Ukrainian Journal of Physics. – 2007. – Vol. 52, № 9. – Р. 855-859.

6. Адаменко І.І., Зелінський С.О. Рівняння стану розчинів гліцерин-вода.// Сучасні проблеми молекулярної фізики. – К: ВПЦ «Київський університет», 2006. – С. 92-94.

7. Adamenko I.I., Zelinsky S.O., Moroz K.O. Тhe equation of state and termodydamical properties of 1-3-dimetyladamantane. //Physic of Liquid Matter: Modern Problems: Intern.Confer. Kiev, 27-31 May 2005. – P. 47.

8. Adamenko I.I., Zelinsky S.O., Moroz K.O. Anomalous behavior of hydrogen bonding solutions (glycerol-water) // III International Conference on Hydrogen Bonding and Molecular Interactions. Kyiv, Ukraine, 15-21 May 2006. – P.73

9. Адаменко І.І., Зелінський С.О., Мороз К.О. Дослідження теплофізичних властивостей розчинів гліцерин-вода // Дисперсные системы: XXII научная конференция стран СНГ. Одесса, 18-22 сентября 2006 г. – С.27.

10. Adamenko I.I., Zelinsky S.O. Тhe pressure and themperature influence on hydrogen bond in glycerol-water solution.// Physic of Liquid Matter: Modern Problems: Intern. Confer. Kiev, 23-26 May 2008. – P. 20.