Dielectric constant of the polarizable dipolar hard sphere fluid studied by Monte Carlo simulation and theories

Dielectric constant of the polarizable dipolar hard sphere fluid studied by Monte Carlo simulation and theories

A systematic Monte Carlo (MC) simulation and perturbation theoretical (PT) study is reported for the dielectric constant of the polarizable dipolar hard sphere (PDHS) fluid. We take the polarizability of the molecules into account in two different ways. In a continuum approach we place the p...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Condensed Matter Physics
Datum:2005
Hauptverfasser: Valisko, M., Boda, D.
Format: Artikel
Sprache:English
Veröffentlicht: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2005
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/119600
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Dielectric constant of the polarizable dipolar hard sphere fluid studied by Monte Carlo simulation and theories / M. Valisko, D. Boda // Condensed Matter Physics. — 2005. — Т. 8, № 2(42). — С. 357–376. — Бібліогр.: 62 назв. — англ.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-119600
record_format dspace
spelling Valisko, M.
Boda, D.
2017-06-07T15:33:13Z
2017-06-07T15:33:13Z
2005
Dielectric constant of the polarizable dipolar hard sphere fluid studied by Monte Carlo simulation and theories / M. Valisko, D. Boda // Condensed Matter Physics. — 2005. — Т. 8, № 2(42). — С. 357–376. — Бібліогр.: 62 назв. — англ.
1607-324X
PACS: 61.20.Gy, 61.20.Ja, 61.20.Ne
DOI:10.5488/CMP.8.2.357
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/119600
A systematic Monte Carlo (MC) simulation and perturbation theoretical (PT) study is reported for the dielectric constant of the polarizable dipolar hard sphere (PDHS) fluid. We take the polarizability of the molecules into account in two different ways. In a continuum approach we place the permanent dipole of the molecule into a sphere of dielectric constant Ɛ∞ in the spirit of Onsager. The high frequency dielectric constant Ɛ∞ is calculated from the Clausius-Mosotti relation, while the dielectric constant of the polarizable fluid is obtained from the Kirkwood-Frohlich equation. In the molecular approach, the polarizability is built into the model on the molecular level, which makes the interactions non- pairwise additive. Here we use Wertheim’s renormalized PT method to calculate the induced dipole moment, while the dielectric constant is calculated from our recently introduced formula [22]. We also apply a series expansion for the dielectric constant both in the continuum and the molecular approach. These series expansions ensure a better agreement with simulation results. The agreement between our MC data and the PT results in the molecular approach is excellent for low to moderate dipole moments and polarizabilities. At stronger dipolar interactions ergodicity problems and anizotropic behaviour appear where simulation results become uncertain and the theoretical approach becomes invalid.
Приведено результати систематичного вивчення методом Монте Карло (МК) та теорії збурень (ТЗ) діелектричної сталої рідини поляризаційних дипольних твердих сфер. Поляризація молекул враховується двома способами. У підході неперервного середовища постійний диполь молекули поміщається у сферу з діелектричною сталою Ɛ∞, так як це робиться Онзагером. Високочастотна діелектрична стала Ɛ∞ рахується зі співвідношення Клаузіса-Мозотті, тоді як діелектрична стала поляризаційної рідини отримується з рівняння Кірквуда-Фройліха. У молекулярному підході поляризація враховується на молекулярному рівні, внаслідок чого взаємодії не є парно адитивними. Для розрахунку індикованого дипольного моменту використовується ренормалізаційний метод ТЗ Вертхайма, а для діелектричної сталої використовується оригінальна формула [22]. Ми також застосовуємо групові розклади для діелектричної сталої в обох підходах. Групові розклади забезпечують кращу узгодженість з комп’ютерними результатами. Узгодженість між МК даними і результатами ТЗ є дуже доброю у діапазоні низьких та середніх дипольних моментів та поляризації. Для сильних дипольних взаємодій проявляються проблеми ергодичності та анізотропної поведінки і комп’ютерні дані стають сумнівними, а теоретичні результати – необгрунтованими.
en
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
Condensed Matter Physics
Dielectric constant of the polarizable dipolar hard sphere fluid studied by Monte Carlo simulation and theories
Монте Карло та теоретичне вивчення діелектричної сталої рідини поляризаційних дипольних твердих сфер
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Dielectric constant of the polarizable dipolar hard sphere fluid studied by Monte Carlo simulation and theories
spellingShingle Dielectric constant of the polarizable dipolar hard sphere fluid studied by Monte Carlo simulation and theories
Valisko, M.
Boda, D.
title_short Dielectric constant of the polarizable dipolar hard sphere fluid studied by Monte Carlo simulation and theories
title_full Dielectric constant of the polarizable dipolar hard sphere fluid studied by Monte Carlo simulation and theories
title_fullStr Dielectric constant of the polarizable dipolar hard sphere fluid studied by Monte Carlo simulation and theories
title_full_unstemmed Dielectric constant of the polarizable dipolar hard sphere fluid studied by Monte Carlo simulation and theories
title_sort dielectric constant of the polarizable dipolar hard sphere fluid studied by monte carlo simulation and theories
author Valisko, M.
Boda, D.
author_facet Valisko, M.
Boda, D.
publishDate 2005
language English
container_title Condensed Matter Physics
publisher Інститут фізики конденсованих систем НАН України
format Article
title_alt Монте Карло та теоретичне вивчення діелектричної сталої рідини поляризаційних дипольних твердих сфер
description A systematic Monte Carlo (MC) simulation and perturbation theoretical (PT) study is reported for the dielectric constant of the polarizable dipolar hard sphere (PDHS) fluid. We take the polarizability of the molecules into account in two different ways. In a continuum approach we place the permanent dipole of the molecule into a sphere of dielectric constant Ɛ∞ in the spirit of Onsager. The high frequency dielectric constant Ɛ∞ is calculated from the Clausius-Mosotti relation, while the dielectric constant of the polarizable fluid is obtained from the Kirkwood-Frohlich equation. In the molecular approach, the polarizability is built into the model on the molecular level, which makes the interactions non- pairwise additive. Here we use Wertheim’s renormalized PT method to calculate the induced dipole moment, while the dielectric constant is calculated from our recently introduced formula [22]. We also apply a series expansion for the dielectric constant both in the continuum and the molecular approach. These series expansions ensure a better agreement with simulation results. The agreement between our MC data and the PT results in the molecular approach is excellent for low to moderate dipole moments and polarizabilities. At stronger dipolar interactions ergodicity problems and anizotropic behaviour appear where simulation results become uncertain and the theoretical approach becomes invalid. Приведено результати систематичного вивчення методом Монте Карло (МК) та теорії збурень (ТЗ) діелектричної сталої рідини поляризаційних дипольних твердих сфер. Поляризація молекул враховується двома способами. У підході неперервного середовища постійний диполь молекули поміщається у сферу з діелектричною сталою Ɛ∞, так як це робиться Онзагером. Високочастотна діелектрична стала Ɛ∞ рахується зі співвідношення Клаузіса-Мозотті, тоді як діелектрична стала поляризаційної рідини отримується з рівняння Кірквуда-Фройліха. У молекулярному підході поляризація враховується на молекулярному рівні, внаслідок чого взаємодії не є парно адитивними. Для розрахунку індикованого дипольного моменту використовується ренормалізаційний метод ТЗ Вертхайма, а для діелектричної сталої використовується оригінальна формула [22]. Ми також застосовуємо групові розклади для діелектричної сталої в обох підходах. Групові розклади забезпечують кращу узгодженість з комп’ютерними результатами. Узгодженість між МК даними і результатами ТЗ є дуже доброю у діапазоні низьких та середніх дипольних моментів та поляризації. Для сильних дипольних взаємодій проявляються проблеми ергодичності та анізотропної поведінки і комп’ютерні дані стають сумнівними, а теоретичні результати – необгрунтованими.
issn 1607-324X
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/119600
citation_txt Dielectric constant of the polarizable dipolar hard sphere fluid studied by Monte Carlo simulation and theories / M. Valisko, D. Boda // Condensed Matter Physics. — 2005. — Т. 8, № 2(42). — С. 357–376. — Бібліогр.: 62 назв. — англ.
work_keys_str_mv AT valiskom dielectricconstantofthepolarizabledipolarhardspherefluidstudiedbymontecarlosimulationandtheories
AT bodad dielectricconstantofthepolarizabledipolarhardspherefluidstudiedbymontecarlosimulationandtheories
AT valiskom montekarlotateoretičnevivčennâdíelektričnoístaloírídinipolârizacíinihdipolʹnihtverdihsfer
AT bodad montekarlotateoretičnevivčennâdíelektričnoístaloírídinipolârizacíinihdipolʹnihtverdihsfer
first_indexed 2025-12-07T19:12:48Z
last_indexed 2025-12-07T19:12:48Z
_version_ 1850877954895118336

Ähnliche Einträge