Role of attractive forces in determining the equilibrium structure and dynamics of simple liquids

Abstract

Molecular Dynamics simulations of a Lennard-Jones system with different range of attraction show that the attractive forces modify the radial distribution of the particles. For condensed liquids only, the forces within the the first coordination shell (FCS) are important, but for gases and moderate condensed fluids, even the attractive forces outside the FCS play a role. The changes in the distribution caused by neglecting the attractive forces, lead to a too high pressure. The weak long-range attractions damp the dynamics and the diffusion of the particles in gas-, super critical fluid- and in liquid states. The values of self-diffusion coefficients (SDC) agree qualitatively with a modified Cohen-Turnbull model. The SDC-s along the critical isotherm show no anomaly at the critical point in agreement with experimental data.

Моделювання методом молекулярної динамiки системи Лєннарда-Джонса з рiзною областю притягання показують, що сили притягання видозмiюють радiальний розподiл частинок. Сили в межах першої координацiйної сфери (ПКС) є важливими лише для густих рiдин, в той час, як для газiв i помiрно густих плинiв, навiть сили притягання за межами ПКС вiдiграють певну роль. Змiни у розподiлi, спричиненi нехтуванням силами притягання, приводять до занадто високого тиску. Слабке далекосяжне притягання гасить динамiку i дифузiю частинок у станах газу, надкритичного плину та рiдини. Значення коефiцiєнтiв самодифузiї якiсно узгоджуються з модифiкованою моделлю Коена-Турнбулла. Коефiцiєнти самодифузiї вздовж критичної iзотерми не показують нiякої аномалiї у критичнiй точцi, що узгоджується з експериментальними даними.