【摘 要】
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Kirkwood-Buff(KB)理论在化学与生物化学等相关领域的研究中展示出重要价值,并被广泛应用于复杂流体的结构与热力学量探究与计算中。本文基于统计力学原理阐述了分布函数理论
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Kirkwood-Buff(KB)理论在化学与生物化学等相关领域的研究中展示出重要价值,并被广泛应用于复杂流体的结构与热力学量探究与计算中。本文基于统计力学原理阐述了分布函数理论,并在此基础上引入了径向分布函数(RDF)与KB积分,进而对该积分的物理意义与相关应用予以介绍。鉴于经典流体的密度泛函理论(DFT)作为研究非均匀流体的重要基础,本文进一步通过基本度量理论与平均球近似方法构造了硬球Yukawa(HCY)流体的巨势泛函,进而计算了不同条件下HCY流体的径向分布函数,然后得到了流体的KB积分。全文分为以下四个部分:第一章:经典流体的统计力学基础。本章基于统计力学的基本原理介绍了流体的分布函数理论,并以此为基础引入了径向分布函数与KB积分。同时,由于密度泛函理论已经成为研究非均匀流体的有效工具之一,我们也做以简要概述。鉴于HCY流体的重要研究价值,进一步对其在相关领域的应用做以简要总结。第二章:排斥型HCY流体的KB理论。根据基本度量理论(FMT)及其改进版本和平均球近似方法构造了排斥型HCY流体的巨势泛函,并通过巨势最小化原理获得了该流体的径向分布函数与KB积分。在此基础上,研究了体相密度、约化温度与屏蔽参数对KB积分与其积分值的影响,并分别对流体的等温压缩系数与化学势关于体相密度的偏导数进行了计算,同时讨论了两者随屏蔽参数的变化情况。第三章:吸引型HCY流体的KB理论。本章讨论了体相密度、约化温度与屏蔽参数对吸引型HCY流体KB积分和积分值的影响。研究发现,吸引型HCY流体随以上三种因素的变化趋势与排斥型有类似之处,但其亦呈现出自身的特点。同时,我们给出了约化温度和屏蔽参数分别关于体相密度的相图,亦对等温压缩系数与化学势关于体相密度的偏导数进行了计算与讨论。第四章:结论与展望。总结了本文所做的工作,并对后续工作及其在相关领域的发展前景作了简单说明。
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