Estudo do Comportamento de Fase do Modelo Primitivo Restrito para Eletrólitos Simples Confinados num Meio Poroso

• Autor(a) principal: Pinheiro, Leonardo
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca
• Texto Completo: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/9788
• topic: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA; Física; Gás de Coulomb; Meio poroso; Simulação Monte Carlo; Physics; Coulomb gas; Porous media; Monte Carlo simulation; FISICA

O estudo do comportamento de sistemas iônicos confinados tem despertado muito interesse nos últimos anos, principalmente devido a sua gama de aplicações. O confinamento desses sistemas em meios com porosidade controlada tem grande importância, já que podem ser utilizados em vários ramos tecnológicos como, por exemplo, dispositivos biomédicos e tecnologias de sensores e computação. O estudo para sistemas dominados por interações de curto alcance tem sido muito explorado, com a análise de fluidos do tipo Lennard-Jones encerrados numa estrutura porosa. O comportamento de fase nesses sistemas mostra-se fortemente afetado pelo confinamento, podendo apresentar mudanças consideráveis em valores críticos e, inclusive, o surgimento de novas transições de fase do tipo fluido-fluido, em geral não verificadas para tais fluidos fora do confinamento. Por outro lado, o estudo de fluidos carregados, como eletrólitos confinados num meio poroso, está longe de ser completo e uma boa descrição e compreensão termodinâmica ainda está para ser construída. Neste trabalho, realizamos simulações Monte Carlo no ensemble grande canônico para o estudo de um eletrólito simples e confinado num meio poroso. As técnicas de repesagem de histogramas e de escala de campo de mistura foram utilizados para a obtenção dos diagramas de fase e dos parâmetros críticos do modelo primitivo restrito (RPM) para o fluido iônico, como função da porosidade da matriz dentro da qual o eletrólito é inserido. Nosso interesse principal é a obtenção do comportamento da coexistência do modelo RPM a medida que a porosidade é modificada, desde o limite de bulk (sem a matriz porosa) até o limite a matriz porosa é muito densa. Nossos resultados indicam que a temperatura e densidade críticas são reduzidas em função do confinamento, em especial no valor da temperatura crítica. A classe de universalidade para este ponto crítico gás-líquido foi encontrada como do tipo Ising em 3 dimensões. Da mesma forma como no caso de fluidos não carregados e dominados por potenciais de curto alcance em meios porosos, na região de baixos valores de porosidade encontramos uma segunda separação de fase fluido-fluido, sem análogo para um gás de Coulomb em condições de bulk.