FBE- Fizik Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/38

Gözat

Konu "Activity coefficient" ile FBE- Fizik Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
  • Öge
    Mean-field approaches to the ionic solutions
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2002) Kaya, Tuncer ; Postacıoğlu, Nazmi ; 126664 ; Fizik Mühendisliği ; Physics Engineering
    Bu tez çalışmasının amacı elektrolitlerin yüksek konsantrasyonlardaki davranışlarını açıklayacak dinamik ve termodinamik denklemleri ortalama alan yaklaşımıyla mümkün olduğu kadar açık bir şekilde belirlemektir. Tabi- iki, tam bir istatistik fizik bakışıyla, ortalama alan yaklaşımının bazı eksik leri olacağı açıktır. Bununla beraber, temel istatistik mekanik yaklaşımında, virial açılımının Coulomb etkileşmesinin çok güçlü ve uzun erişimli olmasından dolayı ıraksaması, büyük bir güçlüğe neden olmaktadır. Bu yüzden bu prob lemi analitik olarak çözmek için ortalama alan yaklaşımı mümkün olan tek yol olarak gözükmektedir. Ortalama alan teorilerinde önemli olan şey, korelasyon fonksiyonlarının ortalama alan kavranılan olan ortalama kuvvetlerin yarattığı potansiyel ve iyonik atmosfer yardımıyla formüle edilmeleridir. Ortalama alan anlamında, korelasyon fonksiyonuyla ortalama kuvvetlerin yarattığı potansiyel arasında tam bir ilişki olmasından dolayı, ortalama kuvvetlerin yarattığı potansiyelin yaklaşık olarak belirlenmesi, korelasyon fonksiyonun belirlenmesine neden olmaktadır. Böylece, elektrolitlerin özellikleri istatistik mekaniğin korelasyon fonksiyonu formalizmiyle çözümlenebilir bale dönüşmektedir. En ünlü elektrolit çözelti ortalama alan teorisi, ortalama kuvvetlerin ne den olduğu potansiyeli q^j olarak kabul eden Debye-Hückel teorisi olarak bilinir. Burada, ç, test iyonunun nokta yüküdür ve tyj de j türü bir iyon ıx etrafındaki zaman üzerinden ortalama potansiyeldir. DH teorisi q^j yi bir den küçük olduğunu kabul eder. Bu durum ortalama potansiyelin çözümünü mümkün kılmakla beraber aynı zamanda süperpozisyon ilkesini de sağlar. Bu kabul düşük konsantrasyonlarda oldukça doğrudur. Fakat, yüksek kon santrasyonlarda geçersizdir. Bu durum iyon büyüklüğünü sıfırdan farklı kabul eden genişletilmiş DH teorisi için de geçerlidir. Bu yüzden iyon büyüklü ğünün teoride yer alması teoriyle deneylerin uyumunu iyileştirmesine rağmen yalnızca bir ayarlama parametresi olarak görülür. Buna ek olarak iyon büyüklüğü Onsager releksasyon alanının çözümünü nokta yük durumundan daha zor hale getirdiğinden elektrolitlerin dinamik özeliklerini incelemek de daha fazla zorluklara neden olmaktadır. Bu yüzden, bu tezde, her birinin kendi özgün özellikleri olan üç farklı ortalama alan yaklaşımı göz önüne alınmıştır. Bölüm iki ve üçde, fiziksel vurgulama DH teorisine benzemektedir fakat korelasyon fonksiyonları bilin meyen iki parametreyle lineer forma indirgenmiştir. Bunlardan bir tanesi elektrik yük nötralliğinde bulunmuştur, ikinci parametre bölüm ikide Still- inger'in ikinci moment koşulundan ve bölüm üçde deneyle karşılaştırılarak bulunmuştur. Eşdeğer iletkenlikten bulunan parametreler teorinin içsel tu- tarlıhğını sağlamak için termodinamik özellikler de aynen kullanılmıştır. Buna ek olarak relaksasyon alanı her bölümde farklı yaklaşımlar altında çözülmüştür. Daha önemlisi, bölüm üç ve dörtde, iyon büyüklüğü parametresi kristalo- grafik iyonik yarıçapların toplamına eşit olduğu varsayılmıştır. Bölüm dörtde özgün bir ortalama alan teorisi iki bilinmeyen parametresi olan iyonik atmosfer üzerinde yapılan güçlü bir kabulle önerilmiştir. Kore lasyon fonksiyonları bu iyonik atmosferden W{j = - Wji, i ^ j yaklaşımıyla belirlenmiştir. Dinamik ve termodinamik özelikler bölüm üçdekine benzer bir yöntemle hesaplanmıştır.