Введение к работе
Актуальность темы Исследование термоупругих свойств растворов электролитов является одной из актуальных задач не только физики и химии, но и ряда смежных областей науки, так как растворам принадлежит важная роль во всех природных и технологических процессах В последние годы для изучения структуры растворов электролитов и их физико-химических свойств успешно применяются методы неравновесной статистической физики Основным достижением применения неравновесной статистической теории в жидкостях и растворах является определение коэффициентов переноса и соответствующие им модули упругости при медленных и быстрых процессах Существующие теории не описывают полную динамическую картину термоупругих свойств жидкостей и исходят из предположения об одном времени релаксации, что недостаточно для учета вклада структурной релаксации в этих процессах. Недостаточно исследована частотная дисперсия коэффициентов переноса и модулей упругости растворов электролитов, а также не изучен вопрос об асимптотическом поведении коэффициента теплопроводности и термического модуля упругости растворов электролитов при низких и высоких частотах Этим обстоятельством обоснован выбор темы исследования
Цель работы заключается в исследовании термоупругих свойства растворов электролитов с учетом вклада различных релаксационных процессов В связи с этим решались следующие задачи
-вывод уравнения обобщенной гидродинамики для растворов электролитов на основе кинетических уравнений для одночастичной /а(?,,0 и двухчастичной fab{x{, х2, {) функций распределения,
учитывающих вклады релаксационных процессов, коэффициенты переноса которых определены микроскопически;
-получение аналитических выражений для динамического коэффициента теплопроводности и термического модуля упругости в растворах электролитов,
-исследование частотной зависимости термоупругих свойств растворов электролитов с учетом вклада трансляционной и структурной релаксации,
-исследование процессов распространения и поглощения акустических, сдвиговых и тепловых волн в растворах электролитов в широком диапазоне изменения термодинамических параметров и частот
\*
Научная новизна работы:
-получено уравнение Смолуховского для бинарного потока частиц в растворах электролитов J"b {qxr, t) и найдено его общее решение,
-полученные впервые динамические выражения для коэффициента теплопроводности и термического модуля упругости растворов электролитов являются более общими и учитывают вклад процесса перестройки структуры раствора электролита в широком диапазоне термодинамических параметров и частот,
-установлено, что при низких частотах термический модуль упругости стремится к нулю по закону соп, а коэффициент теплопроводности стремится к статическому значению по закону а1/2,
-показано, что в высокочастотном пределе термический модуль упругости растворов электролитов не зависит от частоты, что соответствует высокочастотному модулю упругости Цванцига для жидкостей, а коэффициент теплопроводности стремится к нулю пропорционально of1,
-установлено, что частотная зависимость скорости и коэффициента поглощения в основном обусловлены вкладами трансляционных и структурных релаксационных процессов и имеют широкую область релаксации в растворах электролитов
Практическая ценность. Полученные выражения для динамического коэффициента теплопроводности и термического модуля упругости позволяют выявить природу теплового движения частиц и исследовать неравновесную структуру растворов электролитов Результаты исследования могут быть использованы для описания дисперсии скорости и поглощения волн в заданном диапазоне частот Полученные выражения для динамического коэффициента теплопроводности и модуля термической упругости представляют большой интерес для обработки экспериментальных данных по термоупругим свойствам растворов электролитов и расчета последних в широком интервале изменения термодинамических параметров и частот
Положения, выносимые на защиту
-выведенное уравнение Смолуховского для бинарного потока частиц в растворах электролитов и его общее решение,
-система уравнений обобщенной гидродинамики с учетом вкладов различных релаксационных процессов в растворах электролитов,
-найденные выражения для динамического коэффициента теплопроводности и термического модуля упругости с учетом вклада
структурной релаксации, и их асимптотическое поведение при низких и высоких частотах,
-явление дисперсии скорости распространения и коэффициента поглощения волн, обнаруженные в растворах электролитов в широком интервале изменения термодинамических параметров состояния и частот
Апробация работы. Основные положения, результаты и выводы обсуждались и докладывались на Республиканской конференции по «Физико-химическим свойствам конденсированных систем - (ФХСКС)», Душанбе, 2003г, Международной конференции по «Физике конденсированного состояния и экологических систем», Душанбе,2004 г, 3rd International conference «Physics of liquid matter modern problems», Kyiv, 2005, III Международной конференции по «Молекулярной спектроскопии», Самарканд, 2006 г, II Международной научно-практической конференции «Перспективы развития науки и образования в XXI веке», Душанбе, 2006 г, а также на научных семинарах ФТИ им С У Умарова АН РТ и физического факультета Таджикского государственного национального университета
Личный вклад соискателя Все представленные в диссертации результаты получены самим автором, либо при его непосредственном участии Автору принадлежит вывод уравнения Смолуховского для бинарного потока частиц растворов электролитов и его общее решение, вывод аналитического выражения для динамического коэффициента теплопроводности и динамического термического модуля упругости, скорости и коэффициента поглощения тепловых волн в растворах электролитов, а также проведенные численные расчеты
Публикация. По результатам работы опубликовано 4 статьи и 4 тезиса докладов
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы Общий объем диссертации 120 страниц, содержит таблицу и 8 рисунков, список литературы включает 146 наименований
