پروژه 24

مشخص شده است که انتروپی اختلاط دو سامانه ماکروسکوپی حاوی مولکول‌های یکسان برابر صفر است. این در حالی است که این موضوع برای سیالات محدودشده در فضای نانو با تعداد مولکول‌های زیاد، که در آن‌ها می‌توان از افت وخیزها چشم‌پوشی کرد، بررسی نشده است. ساختار و خواص ترمودینامیکی سیالات محدودشده در فضای نانو، تفاوت‌های چشم‌گیری با سیالات توده‌ای دارد. لذا، در این پایان‌نامه، به محاسبه انتروپی اختلاط سیالات محدودشده در فضای نانو پرداخته شده است. نتایج به‌دست آمده از نظریه تابعی چگالی نشان می‌دهد که انتروپی اختلاط سیالات محدودشده در فضای نانو، با مجموع انتروپی سامانه‌های اولیه برابر نیست. به عبارت دیگر، انتروپی اختلاط، نافزونور است. از آن جا که انتروپی بولتزمن- گیبس، مبتنی بر فرض جمع‌پذیر بودن انتروپی بنا شده است، از این رو، برای محاسبه انتروپی اختلاط چنین سامانه‌هایی مکانیک آماری نافزونور تسالیس قابل کاربرد است. در مکانیک آماری تسالیس تعیین پارامتر شاخص انتروپی، q، برای یک سامانه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این پژوهش، با استفاده از تعریف اولیه تابع انتروپی تسالیس، پارامتر q برای سیال کره‌ی سخت درون نانوحفره‌های شیاری با چگالی و ابعاد گوناگون محاسبه شده است. مقادیر q به‌دست آمده نشان می‌دهد با افزایش فاصله‌ی بین دو دیواره محدودشده، H، و هم‌چنین با افزایش چگالی سیال، پارامتر q، به سمت یک میل می‌کند. در واقع با افزایش H، ناهمگنی ساختار سیال، کاهش یافته و در حد درشت نمود ( ∞→H)، ساختار سیال، کاملاً همگن و پارامتر q برابر یک خواهد شد. با افزایش چگالی سیال، نیز نسبت انتروپی ساختاری به انتروپی کل کاهش می‌یابد. از طرفی، چون انتروپی ساختاری تعیین کننده‌ی مقدار پارامتر q است، با افزایش چگالی، پارامتر q به یک نزدیک می‌شود.