Termodinámica molecular de la interfase líquido-vapor de fluidos Lennard-Jones. Aplicaciones

Résumé

El objetivo de esta tesis es proporcionar métodos válidos para la obtención de propiedades interfaciales de fluidos de interés industrial a partir de modelos moleculares. Entre estas propiedades destacan la energía superficial y la tensión superficial, propiedad para la que existen diversos métodos disponibles, aunque no todos ellos puedan aplicarse con éxito. Está dividida en seis capítulos, un primer capítulo introductorio de carácter muy general, seguido de un capítulo donde se presentan las ecuaciones de estado más usadas para describir las propiedades termodinámicas de fluidos simples (esferas y discos duros; y sistema de referencia de WCA para el fluido Lennard-Jones), comparando las predicciones de dichas ecuaciones con simulaciones moleculares de la literatura y realizando un test de validez a las mismas. Dichas ecuaciones proporcionan las propiedades de las fases en equilibrio, esenciales para el conocimiento del comportamiento termodinámico del sistema, y paso previo al conocimiento de las propiedades interfaciales, objetivo primordial de esta tesis. En el capítulo tres se describe la interfase líquido-vapor de fluidos Lennard-Jones, y se comentan los trabajos previos relevantes realizados sobre el tema indicando las carencias y/o ventajas de los mismos. Los capítulos cuatro y cinco se centran en el cálculo de la energía superficial y tensión superficial de fluidos Lennard-Jones a partir de distintas aproximaciones teóricas, usando bien la función de distribución radial en la fase líquida o bien la función de distribución radial en la interfase líquido-vapor, usando distintas posibilidades. Tras comprobar la validez de los distintos métodos teóricos y aproximaciones empleados, el capítulo seis se centra en la proposición y aplicación de un modelo para el cálculo de la tensión superficial de fluido son polares, comparando con resultados previos obtenidos por otros modelos empíricos.