Термодинамическая устойчивость многокомпонентной неидеальной плазмы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

На основе интегральных уравнений Орнштейна–Цернике для многокомпонентной жидкости проведено исследование термодинамической устойчивости многокомпонентной плазмы. В условиях применимости дебаевского приближения для прямых корреляционных функций для всех компонент плазмы, кроме самой неидеальной подсистемы, для плазмы с любым числом компонент выполнен переход к однокомпонентному уравнению Орнштейна–Цернике для самой неидеальной подсистемы. Показано, что все парные корреляционные функции, структурные факторы заряд-заряд и частица-частица остаются положительными при всех значениях аргумента во всем исследованном диапазоне параметра неидеальности самой неидеальной подсистемы. Исследованы условия нарушения термодинамической устойчивости трехкомпонентной пылевой плазмы при разных знаках заряда пылевых частиц и разных их концентрациях.

Об авторах

А. В. Филиппов

Объединенный институт высоких температур РАН; ГНЦ РФ “ Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований”

Автор, ответственный за переписку.
Email: fav@triniti.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

Список литературы

  1. Цытович В.Н. // УФН. 1997. Т. 167. С. 57.
  2. Фортов В.Е., Храпак А.Г., Храпак С.А., Молотков В.И., Петров О.Ф. // УФН. 2004. Т. 174. С. 495.
  3. Fortov V.E., Ivlev A.V., Khrapak S.A., Khrapak A.G., Morfill G.E. // Phys. Rep. 2005. V. 421. P. 1.
  4. Mann I., Meyer-Vernet N., Czechowski A. // Phys. Rep. 2014. V. 536. P. 1.
  5. Ivlev A.V., Khrapak S.A., Molotkov V.I., Khrapak A.G. Introduction to the Physics of Dust and Complex Plasma. M.: Intellect Publishing House, 2017.
  6. Shukla P.K., Mamun A.A. Introduction to dusty plasma physics. CRC Press, 2015.
  7. Greiner F., Melzer A., Tadsen B., Groth S., Killer C., Kirchschlager F., Wieben F., Pilch I., Kruger H., Block D., Piel A., Wolf S. // Eur. Phys. J. D. 2018. V. 72. P. 81.https://doi.org/10.1140/epjd/e2017-80400-7
  8. Ivlev A., Lowen H., Morfill G., Royall C.P. Complex plasmas and colloidal dispersions: particle-resolved studies of classical liquids and solids. Series in Soft Condensed Matter, vol. 5. Singapore: World Scientific, 2012.
  9. Филиппов А.В., Старостин А.Н., Паль А.Ф. // ЖЭТФ. 2015. Т. 148. С. 1039.
  10. Babick F. // Suspensions of Colloidal Particles and Aggregates / Eds. J. Manuel, V. Millan. V. 20 of the series Particle Technology Serie. Cham: Springer International Publishing, 2016. P. 75.
  11. Ohshima H. // Encyclopedia of Biocolloid and Biointerface Science. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2016.https://doi.org/10.1002/9781119075691.ch34
  12. Филиппов А.В., Дербенев И.Н. // ЖЭТФ. 2016. Т. 150. С. 1262.
  13. Derbenev I.N., Filippov A.V., Stace A.J., Besley E. // J. Chem. Phys. 2016. V. 145. P. 084103.https://doi.org/10.1063/1.4961091
  14. Chen C., Huang W. // Environ. Sci. Technol. 2017. V. 51. P. 2077.https://doi.org/10.1021/acs.est.6b04575
  15. Fortov V.E., Morfill G.E. Complex and Dusty Plasmas. London: Taylor Francis, 2009.
  16. Ваулина О.С., Петров О.Ф., Фортов В.Е., Храпак А.Г., Храпак С.А. Пылевая плазма. Эксперимент и теория. М.: Физматлит, 2009. 316 с.
  17. Hamaguchi S., Farouki R.T. // J. Chem. Phys. 1994. V. 101. P. 9876.
  18. Farouki W.T., Hamaguchi S. // J. Chem. Phys. 1994. V. 101. P. 9885
  19. Hamaguchi S., Farouki R.T., Dubin D.H.E. // Phys. Rev. E. 1997. V. 56. P. 4671.
  20. Totsuji H. // Phys. Plasmas. 2008. V. 15. P. 072111.
  21. Totsuji H. // Microgravity Sci. Technol. 2011. V. 23. P. 159.
  22. Khrapak S.A., Khrapak A.G., Ivlev A.V., Morfill G.E. // Phys. Rev. E. 2014. V. 89. P. 023102.
  23. Khrapak S.A., Morfill G.E., Ivlev A.V., Thomas H.M., Beysens D.A., Zappoli B., Fortov V.E., Lipaev A.M., Molotkov V.I. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 96. P. 015001.
  24. Debye P., Huckel E. // Phys. Zeitschr. 1923. V. 24. S. 185.
  25. Филиппов А.В., Решетняк В.В., Старостин А.Н., Ткаченко И.М., Фортов В.Е. // Письма в ЖЭТФ. 2019. Т. 110. С. 651.https://doi.org/10.1134/S0370274X19220041
  26. Filippov A.V., Fortov V.E., Reshetniak V.V., Staros-tin A.N., Tkachenko I.M. // AIP Advances. 2020. V. 10. P. 045232.https://doi.org/10.1063/1.5144901
  27. Hansen J.-P., McDonald I.R. Theory of Simple Liquids. London: Elsevier, 2006.
  28. Саркисов Г.Н. // УФН. 1999. Т. 169. С. 625.
  29. Решетняк В.В., Старостин А.Н., Филиппов А.В. // ЖЭТФ. 2018. V. 154. С. 1258.
  30. Решетняк В.В., Филиппов А.В. // ЖЭТФ. 2019. V. 156. С. 545.
  31. Зеленер Б.В., Норман Г.Э., Филинов В.С. Теория возмущений и псевдопотенциалов в статистической термодинамике. М.: Наука, 1981.
  32. Kelbg G. // Ann. Phys. V. 1964. V. 12. P. 219.
  33. Kelbg G. // Ann. Phys. 1964. V. 12. P. 354.
  34. Климонтович Ю.Л., Крэфт В.Д. // ТВТ. 1974. V. 12. P. 239.
  35. Deutsch C. // Phys. Lett. 1977. V. 60A. P. 317.
  36. Deutsh C., Gombert M.M., Minoo H. // Phys. Lett. 1978. V. 66A. P. 381; 1979. V. 72A. P. 481.
  37. Schwarz V., Bornath T., Kraeft W.D., Glenzer S.H., Holl A., Redmer R. // Contrib. Plasma Phys. 2007. V. 47. P. 324.
  38. Wunsch K., Hilse P., Schlanges M., Gericke D.O. // Phys. Rev. E. 2008. V. 77. P. 05640.
  39. Fushiki M. // J. Chem. Phys. 1988. V. 89. P. 7445.https://doi.org/10.1063/1.455275
  40. Davletov A.E., Yerimbetova L.T., Arkhipov Yu.V., Mukhametkarimov Ye.S., Kissan A., Tkachenko I.M. // J. Plasma Phys. 2018. V. 84. P. 905840410.
  41. Yerimbetova L.T., Davletov A.E., Arkhipov Y.V., Tka-chenko I.M. // Contrib. Plasma Phys. 2019. V. 59. P. e201800160.https://doi.org/10.1002/ctpp.201800160
  42. Beresford-Smith B., Chan D.Y., Mitchell D.J. // J. Colloid Interface Sci. 1985. V. 105. P. 216.
  43. Stillinger F.H., Lovett B. // J. Chem. Phys. 1968. V. 49. P. 1991.
  44. Prigogine I., Defay R. Chemical Thermodynamics. London, Ney York, Toronto: Longmans Green and Co., 1954.
  45. Норман Г.Э., Старостин А.Н. // ТВТ. 1968. Т. 6. С. 410.
  46. Норман Г.Э., Старостин А.Н. // ТВТ. 1970. V. 8. P. 413.
  47. Mahaffey D.W., Jerde D.A. // Rev. Mod. Phys. 1968. V. 40. P. 710.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (44KB)
Метаданные
3.

Скачать (21KB)
Метаданные
4.

Скачать (50KB)
Метаданные
5.

Скачать (32KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2023