Thermodynamic Relationships for Bulk Crystalline and Liquid Phases in the Phase-Field Crystal Model
我们提出的相场晶体（PFC）模型的自由能和流体静压下的体相的热力学状态变量之间的热力学关系。该关系是基于Larché和Cahn [Larché和Cahn，Acta Metallurgica，第21卷，1051（1973）]的结晶固体的热力学形式推导的。我们应用的关系来检查与不同的PFC模型的输入参数：温度，晶格间距，和PFC序参量，$\bar{n}$的平均值相关的热力学过程。散装结晶固体和液体相之间的平衡条件施加在PFC模型的热力学关系，以获得一个程序，用于确定固-液相共存。由此产生的程序被认为是一致的PFC社区中常用的方法，证明使用的共同切线建设，以确定固-液相共存的PFC模型。最后，我们将该程序应用于八阶拟合（Eighth Order-fit，EQF）PFC模型，该模型已被参数化为体心立方（$bcc$）Fe [Jaatinen et al.，Physical Review E 80，031602（2009）]，以演示该程序并开发关于PFC输入参数的物理直觉。我们表明，EOF-PFC模型参数化不预测稳定的$bcc$结构的正空位密度。这一结果表明PFC模型的另一种参数化，它需要两体直接关联函数的主峰位置作为$\bar{n}$的函数移动。
2015-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Heterophase liquid states: Thermodynamics, structure, dynamics
综述了异相玻璃形成液体的热力学、结构和动力学的理论结果和实验数据。理论方法是基于有界配分函数方法的框架内开发的介观异相波动模型（HPFM）。费歇尔集团现象，玻璃化转变，液-液转变，参数相图，合作动力学和玻璃形成液体的脆性被认为是。
2015-01-12 cond-mat.soft
Thermodynamic Modelling of Phase Equilibrium in Nanoparticles-Nematic Liquid Crystals Composites
在这项工作中，理论研究的相平衡的棒状液晶和硬球形纳米粒子的混合物。使用平均场热力学模型，其中的相互作用被认为是成比例的接触，这反过来又是成比例的面积和面积分数的每个组件的数量。结果表明，随着粒子半径的增加，粒子对各向同性-相变的影响不太明显，并且对于大半径，相变率随着粒子半径的增加而增加。
2013-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Crystal-liquid interfacial free energy via thermodynamic integration
提出了一种新的热力学积分（TI）方法，用于从分子动力学模拟中计算晶液界面自由能（$γ_{\rm cl}$）。该方案适用于Lennard-Jones系统。通过使用非常短的范围和不可穿透的高斯平坦的墙壁来限制的液体和晶体相，我们克服了滞后问题，以前的TI计划，源于晶体-液体界面的平移运动。我们的技术被应用于计算$γ_{\rm cl}$为（100），（110）和（111）取向的晶相在三个温度下共存条件。对于一种情况，即（100）界面在温度$T=1.0$（在约化单位），我们证明了有限尺寸标度的框架内的毛细波理论可以用来估计$γ_{\rm cl}$的热力学极限。因此，我们表明，我们的TI计划是不相关的抑制毛细波波动。
2014-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
In search of invariants for viscous liquids in the density scaling regime: Investigations of dynamic and thermodynamic moduli
在本文中，我们报告的非平凡的结果，我们的调查的动力学和热力学模量在寻找不变量的粘性液体的密度标度制度，使用选定的过冷范德华液体作为代表材料。以前，动态模量$M_{p-T}$（在压力-温度表示中由等压活化能和活化体积的比率定义）以及比率$B_{T}/M_{p-T}$（其中$B_T$是定义为逆等温压缩率的热力学模量）已经被建议为某种材料常数。我们已经确定，他们是无效的，在探索广泛的温度范围$T$超过几十年的结构弛豫时间$τ$。$M_{p-T}$和$B_T/M_{p-T}$的温度依赖性已经通过与众所周知的温度和密度波动对接近玻璃化转变的分子动力学的相对贡献的测量进行比较而阐明，即，等容和等压活化能之比，$E^{act}_{V}/E^{act}_{p}$。然后，我们实现了一种思想，将动态模量$M_{p-T}$的定义从p-T表示转换为V-T表示。这个想法依赖于在等压参数中涉及的组合温度和密度波动的解纠缠，导致在密度标度制度中找到粘性液体的不变量，这是热力学和动力学模量的比率，$B_{T}/M_{V-T}$。这样，我们就建立了热力学和分子动力学的一个特征，对于给定的物质，该特征在过冷液体下保持不变，其分子动力学服从功率密度标度律。
2017-02-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Liquid-gas phase behavior of polydisperse dipolar hard-sphere fluid: Extended thermodynamic perturbation theory for central force associating potential
推广了新近提出的热力学有心力微扰理论（TPT-CF），计算了具有硬球尺寸和偶极矩多分散性的多分散偶极硬球流体的液-气相图.为了建立与铁胶体分散体相行为的联系，假设偶极矩与硬球直径的立方成比例。我们提出并讨论了完整的相图，其中包括云和阴影曲线，双节点和分布函数的共存的子相在不同程度的系统多分散性。在所有情况下，研究多分散性增加相不稳定性的区域，并将临界点转移到更高的温度和密度值。较大尺寸的颗粒总是破碎成液相，而较小尺寸的颗粒倾向于移动到气相。在相对高的系统多分散性值三相共存观察。
2012-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Disentangling kinetics from thermodynamics in heterogeneous colloidal systems
成核和生长（N&G）--在初始均质相中出现新相--是发生气-液、液-液和固-液相分离的最重要的物理现象之一。因此，热力学设定了系统必须向其演化的渐近边界，而动力学试图通过施加实现相分离的传输速率来应对它。在自然界中观察到的所有非均相胶体系统中，组成、形状、结构和最终的物理性质是热力学和动力学之间的权衡结果。在这项工作中，我们证明，通过仔细选择胶体系统和控制微流体装置中的相分离，有可能超越N&G，在最终系统的组成，结构和物理性质中从热力学中解开动力学效应。使用淀粉样蛋白原纤维和纤维素纤维丝状胶体，其中定义相图中的两相区域的双节点曲线由两条单独的垂直线给出，我们挤出设置在一个热力学分支内的另一个分支的解决方案，实现了由热力学设置的组成的微滴或微滴，而结构和形态由动态流动参数定义。我们证明，从N&G范式出发揭示了新的物理现象，如数量级更短的时间尺度，更广泛的相图和内部结构，通过传统的LLPS是不可观察的。我们还表明，通过在胶体液晶液滴内共分散等离子体金纳米粒子，我们的方法能够按需制造多组分异质液晶，提高其潜力，并在多组分结构流体中引入原始的基本原理和技术方向。
2022-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Unified phonon-based approach to the thermodynamics of solid, liquid and gas states
我们介绍了一个统一的方法，物质（固体，液体和气体）的状态，并描述了热力学的压力-温度相图的声子激发。通过打破声子相互作用的对称性，推导出两个横向声子极化（声子带隙）中低能截止的有效汉密尔顿。此外，我们构造的统计力学的聚集态采用德拜近似。所介绍的形式主义涵盖了固体的德拜理论，液体的声子理论，以及热力学极限，如杜隆-珀蒂热力学极限，理想气体极限和新的热力学极限，在这里被称为弗伦克尔线热力学极限。讨论了液体中弗伦克尔线以上和以下的声子传播和局域化效应，解释了“快声”现象。作为对我们的理论的测试，我们计算速度-速度自相关和对分布函数内的格林-久保形式主义。在统一方法的框架下，我们证明了声子动力学和对关联之间的一致性。讨论了声子带隙工程、超声波操纵技术和探索与地球和行星科学有关的流体奇异行为的新方向。所提出的结果是同样重要的实际意义和基础研究。
2015-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamics, transition dynamics, and texturing in polymer-dispersed liquid crystals with mesogens exhibiting a direct isotropic/smectic-A transition
对PS/10 CB（癸基-氰基联苯）和PS/12 CB（十二烷基-氰基联苯）的新型聚合物分散液晶（PDLC）混合物的相平衡和生长形态进行了实验和建模/模拟研究，该混合物由PS（聚苯乙烯）和液晶组成，表现出直接的各向同性/近晶-A（层状）中间相转变。使用偏光显微镜（POM）和差示扫描量热法（DSC）的两种材料的不同组合物的部分相图进行了测定，确定相分离（液体/液体分层）和相序（各向同性/近晶-A转变）的温度。用Flory-Huggins各向同性混合理论和Maier-Saupe-McMillan近晶A型液晶有序理论计算了两个体系的相图，结果与实验结果吻合较好。除了热力学观察，生长形态的关系，发现取决于相变序列，淬火速率，和材料成分。观察到三个阶段的富液晶畴生长形态：球形宏观畴生长（“阶段I”）、高度各向异性畴生长（“阶段II”）和亚微米球状体畴生长（“阶段III”）。然后通过高阶Landau-de Gennes模型的二维模拟来确定球形和球柱状形貌的纳米尺度结构。在第II阶段生长期间观察到的形态是典型的直接各向同性/近晶-A相变，例如高度各向异性的“警棍”和细丝。这些形态，被发现是持久的直接各向同性/近晶-A PDLC，可以提供新的功能和应用这些功能材料。
2009-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Equilibrium and nonequilibrium thermodynamics of particle-stabilized thin liquid films
我们最近的准二维热力学描述的胶体颗粒稳定的液体薄膜被推广到描述的非均匀平衡态的膜在外部电位和非平衡输运过程中产生的梯度的热力学力的膜。本文用蒙特卡罗模拟方法确定了硬球悬浮液稳定膜的平衡状态方程。采用多极展开法结合流动反射技术，我们还评估了短期的膜粘度系数和集体粒子的流动性。
2008-08-13 cond-mat.soft
Crystal-liquid interfacial free energy of hard spheres via a novel thermodynamic integration scheme
硬球晶体-液体界面自由能，（$γ_{\rm cl}$），确定从分子动力学模拟使用一种新的热力学积分（TI）计划。与以前的方法相比，该TI方案的优点是成功地规避了由于晶体-液体界面的移动而引起的滞后效应。这是通过使用极短程和不可穿透的高斯平坦壁来实现的，该平坦壁防止界面的漂移，同时施加可忽略的自由能惩罚。我们发现，它是至关重要的，以获得可靠的估计$γ_{\rm cl}$在热力学极限的有限尺寸效应进行分析。
2014-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamics and Dynamics of the Two-Scale Spherically-Symmetric Jagla Model of Anomalous Liquids
利用分子动力学模拟，我们研究了一个由粒子通过球对称的两尺度Jagla斜坡势相互作用组成的液体模型，该斜坡势具有排斥斜坡和吸引斜坡。的Jagla潜在的显示异常类似于在液态水中发现的，即膨胀冷却后和压缩时的扩散率的增加，以及液-液（LL）相变的区域中的相图可访问的模拟。与四面体配位的液体不同，LL共存线具有正斜率，这是因为克拉珀龙关系，对应于高密度相（HDL）比低密度相（LDL）更有序的事实。当我们在高于临界压力的恒定压力下冷却系统时，流体动力学性质在越过Widom线时迅速从LDL样的流体动力学性质改变为HDL样的流体动力学性质。扩散率的温度依赖性也在Widom线附近迅速变化，即Arbidius图的斜率在进入HDL域时急剧增加。玻璃化转变的性质在两个相中是不同的，表明较不有序的相（LDL）是脆弱的，而较有序的相（HDL）是强的，这与四面体配位的液体如水二氧化硅、硅和BeF $_2$的行为一致。
2006-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Thermodynamically Driven Assemblies and Liquid-liquid Phase Separations in Biology
生命的维持取决于在不同层次的生物体中普遍存在的高度组织化，从生物分子复合体和细胞器等亚细胞结构到组织和器官。这种组织的物理起源尚未完全理解，尽管很明显细胞和生物体在不消耗能量的情况下无法保持其完整性，但越来越多的证据表明，由于分子间相互作用和浓度等热力学变量的变化，个体组装过程可以被热力学驱动并自发发生。理解相分离\emph{in vivo}需要多学科的方法，将相分离的理论和物理学与实验和计算技术相结合。本文的目的是提供一个简要的概述相分离的物理学和它的生物学意义，特别关注无膜细胞器的组装。我们讨论了相分离的基本物理原理，从热力学到动力学。我们还概述了用于无膜细胞器相分离的实验验证和表征的各种方法，以及植根于热力学和统计物理学的分子模拟在理解化学驱动的生物自组装过程的指导原则中的效用。
2018-12-21 cond-mat.soft
Thermodynamic consistency of liquid-gas lattice Boltzmann simulations
格子玻尔兹曼模拟在模拟液-气和其他多相流体系统方面已经非常成功。然而，运动方程的基本二阶分析长期以来一直被认为不足以一致地导出表示扩展界面所必需的四阶项。这些相同的项也负责热力学一致性，即获得具有恒定化学势和恒定压力的真正平衡解。在这篇文章中，我们提出了一个平衡分析的非理想格子玻尔兹曼方法足够的顺序，以确定那些高阶项，导致缺乏热力学一致性。然后，我们介绍了一个一致的强迫方法。
2006-08-22 cond-mat.soft
Lattice model study of the thermodynamic interplay of polymer crystallization and liquid-liquid demixing
我们报告的蒙特卡罗模拟的晶格聚合物模型，可以占两个聚合物结晶和液-液分层的半柔性均聚物的解决方案。在我们的模型中，相邻的聚合物链段可以具有影响分层的各向同性相互作用和负责冻结的各向异性相互作用。然而，我们的模拟结果表明，各向同性的相互作用也有一个显着的影响冻结曲线上，各向异性的相互作用分层。随着各向同性相互作用的相对强度降低，液-液分层过渡在凝固曲线以下消失。一个简单的，扩展的Flory-Huggins理论很好地解释了模拟中观察到的相行为。
2003-04-03 cond-mat.soft
Thermodynamic metric geometry of the two-state ST2 model for supercooled water
液态水具有反常的液体性质，例如在4 \degree C时密度最大。理论解释的尝试提出了在过冷液体状态下的液-液相变线，同时存在低密度（LDL）和高密度（HDL）液体状态。这条线终止于一个临界点。据推测，LDL状态具有介观四面体结构，使其具有固体性质，而HDL是一个规则的随机液体。但是这些固体状结构的短暂性质使它们难以直接检测。我们采用热力学方法，计算了在亚稳液相区的热力学Ricci曲率标量$R$。据信，固体状结构通过$R$的正号以化学方式发出其存在的信号，其中负号通常存在于较不有序的流体状态中。使用热力学数据从ST 2计算机模拟适合的平均场（MF）的两个状态方程的状态，我们发现显着的制度，积极的$R$在LDL状态，支持的建议，在液态水的固体状结构。此外，我们回顾了理论，计算临界指数，证明了大范围的MF临界制度，并计算Widom线使用$R$。
2019-07-30 cond-mat.soft
Thermodynamic model for the glass transition: deeply supercooled liquids as mixtures of solid-like and liquid-like micro-regions
对于刚高于其玻璃化转变温度的深度过冷液体，我们提出了一个简单的热力学模型，其中深度过冷液体被假定为类固体和类液体微区的混合物。类液体区域的摩尔分数控制着过冷液体的热力学性质，而类固体区域的摩尔分数控制着过冷液体的弛豫时间或粘度。从深过冷液体的摩尔过剩熵的温度依赖性出发，导出了类液区摩尔分数的温度依赖性，从而得到了深过冷液体的弛豫时间或粘度的温度依赖性.我们的模型的一个中心参数，然后被证明是一个衡量的脆弱性的过冷液体。我们还提出了一种方法来测试我们的物理图像的深度过冷液体的分子动力学模拟的模型液体。
2012-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure and thermodynamics of two dimensional Yukawa liquids
用分子动力学模拟研究了二维稠密Yukawa液体的热力学和结构性质。的"确切"的热力学性质同时采用先进的计划，用于确定的状态方程，显示出前所未有的准确度的内能，压力和等温压缩性。“确切”的结构特性被用来制定一个新的经验校正超网链的方法，导致一个非常高的精度水平的静态相关性和热力学。
2021-04-14 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Excitation Populations Provide a Thermodynamic Order Parameter for Liquids
最近的模拟和模型系统的研究表明，局部结构激发在液体和玻璃的动力学中起着重要的作用。在这里，第一次，我们量化的激发人口在真正的液体，表明其温度依赖的人口可以预测从熵和熔化焓。我们进一步表明，在第一溶剂壳层的激发人口作为一个序参量的外观的动态异质性和不同的机械制度之间的液体松弛驱动转换。我们提出了一个方案，提供了简单的物理解释这些以前神秘的液体行为方面。
2023-03-16 cond-mat.soft
Connecting thermodynamic and dynamical anomalies of water-like liquid-liquid phase transition in the Fermi-Jagla model
我们采用基于Fermi-Jagla势模型的分子动力学模拟进行了研究。亚伯拉罕，S。V. Buldyrev和N. Giovambattista，J. Phys. Chem. B，115，14229（2011）]。该模型显示了在液-液临界点处高密度和低密度液体之间的类水液-液相变。特别是共存线的斜率变弱为负，这可能是液态多晶作用的异常之一。在这项研究中，我们研究了密度，动力学和热力学异常的液-液临界点附近。密度，自扩散，剪切粘度和过剩熵异常的边界进行了表征。此外，根据Rosenfeld的标度关系的过剩熵和输运系数，如扩散和粘度，这些异常连接。结果表明，费米-贾格拉模型的热力学和动力学异常的层次和嵌套结构。
2018-02-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Computation of the solid-liquid interfacial free energy in hard spheres by means of thermodynamic integration
我们使用了热力学积分方案，这是专门为无序系统，计算硬球模型中的固液界面的界面自由能。我们分离的总自由能的体积贡献的界面贡献，进行了有限尺寸标度分析，并获得（100）-界面$γ=0.591(11)k_{B}Tσ^{-2}$。
2020-09-30 cond-mat.soft physics.comp-ph
Thermodynamic and dynamic anomalies in a one dimensional lattice model of liquid water
研究了一维格子气模型中类水热力学和动力学反常行为的发生。用传递矩阵法得到了系统热力学，发现了密度和热力学响应函数的异常，当氢键（分子被空穴隔开）比范德华相互作用（分子接触）更吸引时，在零温高压下发现了两种流体结构之间的转变。这种转变类似于一个“临界点”，并密切联系在密度和热力学响应函数的异常。蒙特卡罗模拟进行了附近的这种转变，并用于计算的自扩散常数，随着密度增加，在液态水。
2010-09-23 cond-mat.soft
First order phase transitions and the thermodynamic limit
我们认为简单的平均场连续模型的一阶液-液分层和固-液相变，并显示如何在相共存的麦克斯韦建设出现在从有限尺寸的封闭系统的热力学极限。考虑的理论是相分离的Cahn-Hilliard模型，这也是一个模型的液体-气体转变，和相场晶体模型的固体-液体转变。我们的研究结果表明，包括麦克斯韦线的状态强烈依赖于平均密度与空间局域化的结构发挥了关键作用，在接近热力学极限。
2020-01-29 cond-mat.soft
Thermodynamic Scaling of the Viscosity of Van Der Waals, H-Bonded, and Ionic Liquids
粘度和它们的温度，T，和体积，V，依赖性报告7分子液体和聚合物。结合文献粘度数据为5其他液体，我们表明，叠加的弛豫时间为各种玻璃形成材料时，表示为TV^g的函数，其中的指数g是一个材料常数，可以扩展到粘度。后者通常测量到比相应的弛豫时间更高的温度，证明了整个过冷和更高的T制度的热力学缩放的有效性。给定液体的g值主要反映了分子间力的大小（例如，排斥势的陡度）;因此，我们发现从范德华流体到离子液体的g减小。对于强氢键材料，如低分子量聚丙二醇和水，由于化学结构（氢键度）随热力学条件的非平凡变化，叠加失败。
2006-07-24 cond-mat.soft
Equilibrium and out of equilibrium thermodynamics in supercooled liquids and glasses
本文综述了基于势能面统计性质的体积导数的液体平衡状态方程的内在结构形式和表述。我们还表明，在老化过程中的系统探索与平衡配置的状态的假设下，它是可能的，以推广所提出的状态方程的平衡条件。所提出的配方是基于一个额外的参数，在所选择的热力学形式主义，可以选择作为当地的最小值，其中缓慢放松的平衡液体被困的介绍。
2002-09-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Structural changes across thermodynamic maxima in supercooled liquid tellurium: a water-like scenario
液体多晶型现象是一个有趣的现象，在一些单组分体系中发现，最著名的是水。通过将液态Te过冷到低于其熔点130 K以上，并同时进行小角和广角X射线散射测量，我们观察到其热力学响应函数在615 K附近有明显的极大值，表明液态多晶型的可能存在。仔细看看底层结构的演变显示了发展的中程秩序冷却后，最强烈的热力学最大值，我们属性键取向有序。我们的研究结果和水之间的惊人的相似之处，尽管缺乏氢键和四面体碲，表明类水的异常可能是一个普遍现象之间的液体系统与竞争的键和密度排序。
2022-05-11 cond-mat.soft
Thermodynamic consistency in variable-level coarse-graining of polymeric liquids
大分子液体的数值优化的简化描述经常呈现与原子水平描述的热力学不一致，即使总的关联函数，即结构，似乎是一致的。从第一原理Ornstein-Zernike方程出发，推导出一对粗粒单元之间的有效电势的解析表达式，其中每个链被表示为互穿的斑点的集合，具有可变数量的斑点，$n_b$，大小为$N_b$。势的特征是具有一个长尾，以$N_b^{1/4}$的特征标度指数缓慢衰减。这个一般的结果适用于任何粗粒模型的聚合物熔体的单位大于持久性长度，突出的重要性，长，排斥，潜在的尾巴模型，以正确地预测结构和热力学性质的大分子液体。
2013-02-13 cond-mat.soft
Theory of liquids: from excitations to thermodynamics
本书综述液体热力学理论的最新进展，聚焦激发行为对热容等性质的影响，为凝聚态物理与化学研究者及高级课程提供参考。
2023-08-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of three-body interactions on the structure and thermodynamics of liquid krypton
采用大规模分子动力学模拟方法，采用基于Aziz和Slaman两体势和三偶极Axilrod-Teller（AT）势的势能函数，对液态氪的结构和热力学性质进行了预测.通过改变AT势的强度，我们研究了三体贡献超出三偶极子色散的影响。可以看出，AT势给出了一个整体很好的描述液体Kr，虽然其他的贡献，如高阶三体色散和交换项不能忽略。
2002-03-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamic- Kinetic Correlations in Supercooled Liquids- A Critical Survey of Experimental Data and Predictions of the Random First Order Transition Theory of Glasses
热力学和动力学被认为与玻璃化转变有关。基于随机一阶跃迁的玻璃理论所提供的弛豫激活势垒的定量预测与44种物质的实验进行了比较。发现在Tg附近的预测活化能和实验之间的协议是极好的。这些预测取决于玻璃化时的构型热容变化和熔化晶体的熵，这些都是实验输入。
2005-07-06 cond-mat.soft
Pressure-energy correlations in liquids. III. Statistical mechanics and thermodynamics of liquids with hidden scale invariance
在这个系列的第三篇论文中，以[N。P. Bailey等人，J.Chem.Phys.129，184507和184508（2008）]，我们继续发展对强相关液体的理论理解，这些液体的瞬时势能和维里在其恒定体积下的热平衡波动中强相关。这种液体的存在在先前的工作中被详细描述，该工作基于计算机模拟将它们识别为一大类液体，包括范德华液体，但不包括，例如，氢键液体。我们在此讨论以下内容：（1）逆幂律势和广义逆幂律势的标度性质（2）从计算机模拟的分子模型中得到的关于非平衡条件的结果;（3）维里/势能相关系数的系综依赖性;（4）与Gruneisen参数的联系;（5）用能量键形式主义解释强相关性。
2009-08-21 cond-mat.soft
Barrier Softening near the onset of Non-Activated Transport in Supercooled Liquids: Implications for Establishing Detailed Connection between Thermodynamic and Kinetic Anomalies in Supercooled Liquids
根据玻璃的随机一级转变（RFOT）理论，当粘性液体的温度从下面接近动态转变温度时，过冷液体中激活动力学的势垒消失。这是由于局部亚稳分子排列之间的表面张力降低而发生的，就像在旋节线处一样。因此，动力学转变代表从低$T$激活的bevior到高$T$的碰撞输运状态的交叉。这种屏障软化解释了弛豫时间的偏差，作为温度的函数，从简单的$\log τ\propto 1/s_c$的依赖性在高粘度的模式模式耦合为主的结果在较低的粘度。通过计算屏障软化效应，RFOT理论提供了一种{ \em unified}微观方法来解释在测量的温度范围内许多不同类别的结构玻璃形成剂的结构弛豫数据。该理论还提供了一个明确的程序来确定的势垒重整化效应的存在下，使用实验的弛豫时间和构型熵数据的温度依赖性的动态合作区域的大小。我们使用RFOT理论框架来讨论三萘基苯，沙洛尔，丙醇和二氧化硅作为代表系统的数据。
2003-07-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Experimental studies of the transient fluctuation theorem using liquid crystals
根据热力学第二定律，在热力学过程中，熵的耗散或产生只能为正或为零。然而，热力学热力学定律在热力学极限下适用于大系统。最近，一个波动定理被称为瞬态波动定理（TFT），它推广了热力学第二定律，即使是小系统已经提出。这个定理已经在小系统中得到了验证，例如光阱中的胶体粒子。我们报告的第一次类似的实验研究TFT在空间扩展系统中使用液晶。
2008-05-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
How does confinement in nano-scale pores change the thermodynamic properties and the nature of phase transitions of water?
我们分析了限制在纳米孔中的水样品的热力学，并证明，虽然冻结温度可以显着降低，抑制冰成核导致冻结温度降低是一个真正的宏观效应，而不是微观相互作用的结果。凝固转变本身是一种真正的集体现象，由宏观序参量（孔内远离孔壁的液体的几乎均匀的密度）以与本体液体完全相同的方式描述。受限液体和本体液体的热力学性质可以用宏观热力学来描述，并且通过适当地包括由固液边界施加的附加拉普拉斯压力而容易地相互关联。
2012-06-15 cond-mat.soft
The thermodynamical liquid-glass transition in a Lennard-Jones binary mixture
我们使用的副本的方法来研究的液体-玻璃热力学转变的框架中得出的结果。主要结果是重新推导，而不使用副本和应用到研究的Lennard-Jones二元混合物介绍了Kob和Andersen。我们发现由于熵危机存在一个相变。我们用解析法和数值法计算了相变点$T_{K}$和低温相的比热。
1999-11-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Thermodynamics of supercooled liquids in the inherent structure formalism: a case study
在这篇文章中，我们回顾了内在结构形式主义的框架内的液体热力学。然后，我们提出了计算的盆地中的势能作为温度的函数的二元Lennard-Jones混合物的分布。数值数据和理论形式之间的比较，使我们能够评估在散装系统的固有结构的简并性，并估计最低能量无序状态（Kauzmann能量）的能量。我们发现，在模式耦合温度附近，液体的配分函数可以很好地近似为两个松散耦合的配分函数的乘积，一个依赖于固有结构量（盆地的深度和简并度），另一个描述了一个典型盆地中液体的自由能。
1999-11-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Finite-size scaling and thermodynamics of model supercooled liquids: Long-range concentration fluctuations and the role of attractive interactions
计算了有吸引相互作用和无吸引相互作用时模型过冷液体的偏结构因子、Kirkwood-Buff积分和化学势。我们的目的是调查是否相对较小的差异，在尾部的径向分布函数的结果对比热力学性质。我们的结果表明，吸引势有利于长程结构的成核。事实上，在降低温度时，Bathia-Thornton结构因子在$k\to 0$极限中显示出异常行为。KBI外推到热力学极限证实了这一点，过量的配位数确定了长程浓度波动的异常。相比之下，纯粹的排斥系统仍然完全混溶相同的温度间隔，并只揭示了定性相似的浓度波动的结晶状态。此外，等温压缩势和化学势的差异表明，热力学并不完全由相互作用势的短程排斥部分决定，强调了吸引力相互作用的非微扰作用。最后，在更高的密度下，两个系统显示出几乎相同的动力学性质，排斥相互作用占主导地位，异常消失，两个系统也表现出相似的热力学性质。
2022-03-03 cond-mat.soft
Levy defects in fluctuating pattern of liquids. A quasi thermodynamic approach to the dynamic glass transition in classical molecular liquids
本文提出了一种唯象的、准热力学的方法来研究经典液体的动力学，它采用了概率论中的Levy分布。从化学物理社会的怀疑，其不寻常的性质，这一领域的应用，试图消除。特别地，为了理解Glarum-Levy缺陷和Fischer散斑的Levy和的优势分量，经典的数学证明[D。A. Darling，Trans.Amer.Math.Soc.73，95（1952）]的存在和影响，这一部分是伴随着增加的物理参数有关这些缺陷。它试图解释一个潜在的波动的空间模式的自由体积与弱对比度和模式的流动性与强对比度，并解释的特征长度的主要过渡和Fischer模式。松弛图（动态玻璃化转变）的结构和几个属性，和之间的关系，其中的较慢的分散区，审查为经典的玻璃形成液体的中等复杂性。对于主跃迁，优势组分被推到缺陷中间，并诱导分子穿过下一个邻居的笼门进行扩散。一个实验十字架的存在缺陷的间接证明-通过特征长度-也被描述。
2008-12-06 cond-mat.soft
A Thermodynamic Analysis of Enhanced Metastability in Isochoric Supercooled Liquids
University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）
研究通过热力学分析揭示等容条件下的超冷却稳定性增强机制，推导出体积约束下的成核稳定性不等式，证明等容系统中固态形成驱动力小于等压系统，从而解释成核率抑制现象。
2026-04-29 cond-mat.soft q-bio.QM
Similarity and contrasts between thermodynamic properties at the critical point of liquid alkali metals and of electron-hole droplets
本文介绍了Shimano等[Phys. Rev. Lett.] 88（2002）057404]提示我们比较和对比液态碱金属和电子空穴液体中的临界温度T_c和临界密度n_c关系。得出的结论是，这些系统具有相似之处的关键属性。在这两种情况下，临界温度都与临界密度的立方根有关。这种关系的存在被追溯到库仑相互作用和系统的电子-空穴系统的介电常数的趋势。最后还对压缩比Z_c的临界值的碱值和EHL值作了简要的比较。
2004-05-06 cond-mat.soft
The stability-limit conjecture revisited
稳定极限猜想（SLC）提出了水的液态旋节线在过冷区域返回到正压，并通过对这种重入旋节线的接近解释了水的热力学响应函数随温度降低而明显发散的现象。随后，有人认为SLC的预测与一般热力学原理不一致。在这里，我们通过检查水的模型状态方程来重新考虑SLC的热力学可行性，该模型状态方程首先被研究以澄清SLC与过冷水中拟议的液-液相变的关系。通过证明一个双结点可以终止于一个亚结点上的一个点，这不是一个临界点，我们表明，SLC是热力学允许的系统，既有液-气和液-液相变。我们还描述和澄清其他不寻常的热力学行为，可能会出现在这样的系统中，特别是与所谓的“临界点自由”的情况下的液-液相变，这可能适用于液体硅的情况。
2019-05-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pressure-energy correlations and thermodynamic scaling in viscous Lennard-Jones liquids
我们使用分子动力学模拟结果的粘性二元Lennard-Jones混合物检查势能和维里之间的相关性。根据最近的一项提议[U。R.佩德森等等，Phys. Rev. Lett. 100，015701（2008）]，发现两个量的波动是强相关的，表现出比例常数γ，在数值上等于分子间势函数的逆幂律近似的斜率的三分之一。相关性在更高的密度下更强，其中原子间的分离在逆幂律近似更准确的范围内。这些相同的液体符合其动力学的热力学标度，标度指数等于Gamma。因此，能量和压力之间的强相关性和热力学标度的属性都反映了一个潜在的逆幂律表示捕捉有趣的功能，致密，高粘度液体的动力学的能力。
2009-01-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mechanical and thermodynamic routes to the liquid-liquid interfacial tension and mixing free energy by molecular dynamics
Osaka University（大阪大学）；Tohoku University（东北大学）；Osaka Metropolitan University（大阪公立大学）；Brunel University London（伦敦布鲁内尔大学）；Université Claude Bernard Lyon 1（里昂第一大学）；Tokyo University of Science（东京科学大学）
本研究通过分子动力学方法探讨了液-液界面张力与混合自由能的关系，采用机械和热力学方法分析了不同混溶性下的界面行为。
2024-09-17 cond-mat.soft physics.chem-ph
Experimental Observation of Mesoscopic Fluctuations to Identify Origin of Thermodynamic Anomalies of Ambient Liquid Water
我们报告了一个新的实验方法来观察周围的液态水的热力学异常的介观波动。在这种方法中，需要两个不同频率的声速测量，即THz波段的非弹性X射线散射（IXS）和MHz波段的超声（US），以研究具有上述两个频率之间的特征频率的弛豫现象。我们进行了IXS测量，以获得IXS声速的液态水从环境条件下的超临界区域的液-气相变（LGT），并与美国的声速在文献中的结果进行了比较。我们发现，这两个声速，Sf，这对应于弛豫强度的比率，表现出一个简单的，但显着的变化。在高温区和低温区出现了两个明显的上升，说明存在两种弛豫现象：在高温区，在LGT临界脊线附近出现了一个峰，这与密度涨落和等容、等压比热容的变化有关;在低温区，Sf向低温区增加，这与等容热容的变化有关。这两种弛豫现象分别源于液-气相变和液-液相变的临界涨落。低温区Sf与等容热容的联系证明了弛豫是导致周围液态水热容异常的原因。本文观察到了LGT和LLT两种临界涨落，并对临界涨落与热力学的关系进行了全面的讨论。
2023-01-11 cond-mat.soft
Thermodynamic scaling of diffusion in supercooled Lennard-Jones liquids
分子间作用势u（r）控制液体结构弛豫的方式是凝聚态物理中一个长期存在的问题。本文中，我们表明，在正常和适度过冷状态下，模拟Lennard-Jones m-6液体（8<m<36）的扩散系数是变量rho^g/T的唯一函数，其中rho是密度，T是温度。标度指数g是材料特定常数，其大小与u（r）的排斥部分的陡度有关，在过冷状态下探测的粒子之间的最近接近距离附近进行评估。还讨论了u（r）的逆幂律近似。
2007-09-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Utilization of the second gradient theory in continuum mechanics to study motions and thermodynamics of liquid-vapor interfaces
基于第二梯度理论建立了连续流体介质热力学模型，研究了汽液界面的运动。在平衡时，该模型被证明是相当于平均场分子理论的毛细作用。在这样的流体中，保守运动验证了导致开尔文环流定理和势方程的第一积分。从粘性流体方程出发，推导了汽液界面的动态表面张力。结果提供并解释了Marangoni效应。
2011-08-13 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Excess free energy of supercooled liquids at disordered walls
使用一种新的热力学积分方案，我们计算的过剩自由能，$γ$，玻璃形成，二元Lennard-Jones液体与冻结的无定形壁接触，形成的颗粒冻结成类似的结构作为液体。我们发现，$γ$是非零的，成为负的在低温下。这表明系统的热力学受到非晶壁效应的扰动。
2014-10-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Connection between dynamics and thermodynamics of liquids on the melting line
大量液体和聚合物的动力学表现出简单的排斥逆幂律（IPL）势的标度特性，最显著的是弛豫数据作为变量TVγ的函数的叠加，其中T是温度，V是比容，γ是材料常数。具有相同指数Γ=γ的相关标度律TmVmΓ将模型IPL液体的熔化温度Tm和体积Vm联系起来;然后液体动力学在熔点不变。受实验观察到的液晶相变的动力学不变性的启发，我们确定了大量非缔合液体的动力学和熔点标度指数γ和Γ。不含极性键的刚性球形分子具有r =γ;因此，约化弛豫时间、粘度和扩散系数沿熔点线均为常数。对于其他液体，γ总是> r;即，动力学对体积比对熔点更敏感，并且对于这些液体，在熔点的动力学随着Tm的增加（即，压力的增加）而减慢。
2011-03-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of sustaining gases in the roughness of submerged superhydrophobic surfaces
如果液体没有完全润湿粗糙表面，并且粗糙表面凹槽中存在气体，则浸没在液体中的粗糙表面可以保持几乎干燥。这种部分干燥的表面可以帮助减少阻力或增强沸腾。粗糙槽中的气体由空气和液体本身的汽相组成。在先前的工作中考虑了维持蒸汽的热力学[Patankar，软物质，2010，6：1613]。这里，考虑维持气体（例如空气）的热力学。提出了控制方程以及确定维持气体的临界条件的求解方法。临界粗糙度尺度，以维持气体溶解在液体中的气体的不同程度的饱和估计。结果表明，小于一微米的粗糙度间距是必不可少的，以维持在大气压下浸没在水中的表面上的气体。这与先前的经验数据是一致的。
2015-05-22 cond-mat.soft
Thermodynamic and structural aspects of the potential energy surface of simulated water
近玻璃化转变的过冷液体的热力学和动力学之间的关系已经提出了很多年。模型液体的势能面已得到越来越多的研究，因为它一方面提供了配分函数的构型分量与另一方面的系统动力学之间的联系。这种联系在低温下最为明显，在低温下，系统的运动可以分为吸引盆内的振动和不频繁的盆间过渡。本文描述了过冷液体水的势能面性质。在过去的几年里，这个模型的动力学已经得到了非常详细的研究。具体来说，我们定位的最小值采样的液体通过“淬火”从平衡配置通过分子动力学模拟产生的。我们计算的温度和密度依赖的盆地的能量，简并，和形状。最小值的能量的温度依赖性在性质上类似于简单的液体，但具有异常的密度依赖性。不寻常的密度依赖性也反映在构型熵，简并的热力学度量。最后，我们研究了模拟水的结构在最低限度，这提供了洞察的渐进四面体有序的液体冷却。
2000-07-28 cond-mat.soft
Fragile to strong crossover coupled to liquid-liquid transition in hydrophobic solutions
利用离散分子动力学模拟，我们研究了一个原始模型的疏水溶质的水溶液的热力学和扩散行为之间的关系，由硬球在Jagla颗粒溶剂，接近液-液临界点的溶剂。我们发现，在扩散行为的脆弱到强大的动态转变总是耦合到低密度/高密度液体的转变。在液-液临界压力以上，扩散率交叉发生在Widom线处，热力学响应函数沿该线显示最大值。在液-液临界压力以下，当机械稳定性线的极限被越过时发生扩散率交叉，如从高温到低温时观察到的滞后所示，反之亦然。这些研究结果表明，动力学和热力学之间的联系，发现在散装水持续在疏水溶液的浓度从低到中等，表明实验测量的弛豫时间在水溶液中代表了一个可行的路线，为解决在过冷水领域的开放性问题。
2012-05-07 cond-mat.soft
Symmetry and Thermodynamic Bounds on Cross-Coupling Transport in Chiral Liquid Crystals
Waseda University（早稻田大学）；Hiroshima University（广岛大学）
研究揭示了手性液态晶体中交叉耦合输运的对称性与热力学界限，通过Q张量模型和热力学不确定性关系，揭示了交叉耦合系数与序参数的关系及手性对扭矩的影响。
2025-07-11 cond-mat.soft
Collective modes and thermodynamics of the liquid state
液体具有强相互作用、动力学无序、无小参数等特点，在理论上处于气体和固体之间。我们回顾不同的方法，液体和建议，液体不需要分类在其接近气体和固体。相反，它们是同类中唯一的系统，与固体和气体的纯动力学状态相比，它们具有明显的混合动力学状态。我们首先解释如何第一原理的方法来液体是一个棘手的，指数复杂的问题耦合非线性振荡器的分叉。其次是减少的问题的基础上液体弛豫时间$τ$代表非微扰治疗的强相互作用。在$τ$的基础上，我们预测了类固体的高频模式，并回顾了最近的相关实验。我们演示了如何这些模式可以通过概括流体动力学或弹性方程。我们评论的历史趋势，接近液体使用流体力学和比较它的替代固体样的方法。随后，我们讨论集体模式如何随温度变化，以及这如何影响液体能量和其他属性，如快速声音。在这里，我们的重点是真实的，而不是模型，液体。突出液体能量的高频模式的主导作用，我们审查了广泛的液体：亚临界低粘度液体，超临界状态与两个不同的动力学和热力学制度分离的弗伦克尔线，高粘度液体和液体玻璃化转变。我们还讨论了液体相变，其中液体的固体性质变得更加明显。然后，我们讨论了类似气体和固体的量子液体和持续的理论问题的方法。我们列出可能出现有趣见解的领域，并继续非凡的液体故事。
2015-12-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Correlation between thermodynamic anomalies and pathways of ice nucleation in supercooled water
公知的经典成核理论（CNT）对于在母亚稳相内形成新稳定相的临界尺寸的核的自由能垒没有考虑具有在母亚稳相和最终稳定相之间的密度/阶数中间的其它亚稳相的影响。这种缺陷可能比CNT中的毛细管近似或球形假设更严重。这个问题在冰成核中特别重要，因为液态水在过冷状态下显示出由两个（高密度和低密度）液相组成的丰富相图。对过冷水的热力学和动力学异常现象的解释，往往会援引两个亚稳液相之间的液-液转变的可能影响。为了研究热力学异常和过冷水中亚稳液相的存在对冰成核的影响，采用密度泛函理论方法计算了相图不同区域的成核自由能垒.该理论作出了一些惊人的预测，如显着降低的成核势垒，由于存在一个亚稳的中间相和交叉的自由能垒对温度的依赖性在液-液临界点附近。这些预测可以通过计算机模拟和受控实验进行测试。
2014-01-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
