Моделювання випаровування кластерів і нанокраплин органічних молекул методами квантової хімії та кінетичної теорії газів
The evaporation rate (g) of n-alkanes C8–C27 from molecular clusters and nanodroplets is analysed using the quantum chemical solvation model (SMD) and the kinetic gas theory, assuming that the system is in a state of thermodynamic equilibrium (i.e. evaporation and condensation rates are equal). The...
Збережено в:
| Дата: | 2015 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2015
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/311 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543857353687040 |
|---|---|
| author | Gun'ko, V. M. |
| author_facet | Gun'ko, V. M. |
| author_sort | Gun'ko, V. M. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:17:26Z |
| description | The evaporation rate (g) of n-alkanes C8–C27 from molecular clusters and nanodroplets is analysed using the quantum chemical solvation model (SMD) and the kinetic gas theory, assuming that the system is in a state of thermodynamic equilibrium (i.e. evaporation and condensation rates are equal). The droplet size, liquid density, evaporation enthalpy and Gibbs free energy of evaporation are calculated over a broad temperature range of 300–640 K. The quantum chemical calculations (SMD/HF or SMD/B3LYP methods with the 6-31G(d,p) basis set) are used to estimate changes in the Gibbs free energy during the transfer of a molecule from a liquid medium (modelled by clusters or nanodroplets) into the gas phase. The kinetic gas theory is used to estimate the collision rate of molecules with clusters/nanodroplets in the gas phase. This rate depends on partial pressures of components, temperature, sizes and masses of molecules and clusters/nanodroplets. An increase in the molecular size of evaporated alkanes from octane to heptacosane results in a strong decrease in the g values. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:01Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-311 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-07-22T19:32:01Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-3112022-06-29T10:17:26Z Modelling of Evaporation of Clusters and Nanodroplets of Organic Molecules Using Quantum Chemical and the Kinetic Gas Theory Methods Моделирование испарения кластеров и нанокапель органических молекул методами квантовой химии и кинетической теории газов Моделювання випаровування кластерів і нанокраплин органічних молекул методами квантової хімії та кінетичної теорії газів Gun'ko, V. M. alkane droplet evaporation Gibbs free energy evaporation rate evaporation coefficient quantum chemical modelling випаровування краплин алканів вільна енергія Гіббса швидкість випаровування коефіцієнт випаровування квантовохімічне моделювання испарение капель алканов свободная энергия Гиббса скорость испарения коэффициент испарения квантовохимическое моделирование The evaporation rate (g) of n-alkanes C8–C27 from molecular clusters and nanodroplets is analysed using the quantum chemical solvation model (SMD) and the kinetic gas theory, assuming that the system is in a state of thermodynamic equilibrium (i.e. evaporation and condensation rates are equal). The droplet size, liquid density, evaporation enthalpy and Gibbs free energy of evaporation are calculated over a broad temperature range of 300–640 K. The quantum chemical calculations (SMD/HF or SMD/B3LYP methods with the 6-31G(d,p) basis set) are used to estimate changes in the Gibbs free energy during the transfer of a molecule from a liquid medium (modelled by clusters or nanodroplets) into the gas phase. The kinetic gas theory is used to estimate the collision rate of molecules with clusters/nanodroplets in the gas phase. This rate depends on partial pressures of components, temperature, sizes and masses of molecules and clusters/nanodroplets. An increase in the molecular size of evaporated alkanes from octane to heptacosane results in a strong decrease in the g values. Скорость испарения (g) молекул n-алканов в интервале C8–C27 из молекулярных кластеров и нанокапель проанализировано с использованием квантовохимической сольватационной модели (SMD) и кинетической теории газов в предположении, что система находится в термодинамическом равновесии (т.е. скорости испарения и конденсации одинаковы). Размеры капелек, плотности жидкостей, энтальпию испарения и свободную энергию Гиббса рассчитывали при 300–640 K. Квантовохимические расчеты (методами SMD/HF или SMD/B3LYP с базисом 6-31G(d,p)) использовали для оценки изменений свободной энергии Гиббса при переносе молекулы из жидкой среды (кластеры и нанокапли) в газовую фазу. Кинетическую теорию газов использовали для оценки скорости столкновений молекул-кластеров/нанокапель в газовой фазе. Эта скорость зависит от парциального давления, температуры, размеров и массы молекул и кластеров/нанокапель. Увеличение молекулярных размеров испаряемых алканов от октана до гептакозана приводит к значительному уменьшению величины g. Швидкість випаровування (g) молекул n-алканів в інтервалі C8–C27 з молекулярних кластерів і нанокраплин проаналізовано з використанням квантовохімічної сольватаційної моделі (SMD) і кінетичної теорії газів у припущенні, що система перебуває в термодинамічній рівновазі (тобто швидкості випаровування та конденсації однакові). Розміри краплинок, густини рідин, ентальпію випаровування та вільну енергію Гіббса розраховували при 300–640 K. Квантовохімічні розрахунки (методами SMD/HF або SMD/B3LYP з базисом 6-31G(d,p)) використовували для оцінки змін вільної енергії Гіббса при перенесенні молекули з рідкого середовища (кластери та нанокраплинки) у газову фазу. Кінетичну теорію газів було використано для оцінки швидкості зіткнення молекул з кластерами/нанокраплинками у газовій фазі. Ця швидкість залежить від парціального тиску, температури, розмірів і маси молекул та кластерів/нанокраплинок. Зростання молекулярних розмірів алканів, що випаровуються, з октану до гептакозану призводить до значного зменшення величини g. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2015-02-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/311 10.15407/hftp06.01.005 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 6 No. 1 (2015): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 5-19 Химия, физика и технология поверхности; Том 6 № 1 (2015): Химия, физика и технология поверхности; 5-19 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 6 № 1 (2015): Хімія, фізика та технологія поверхні; 5-19 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp06.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/311/308 Copyright (c) 2015 V. M. Gun'ko |
| spellingShingle | випаровування краплин алканів вільна енергія Гіббса швидкість випаровування коефіцієнт випаровування квантовохімічне моделювання Gun'ko, V. M. Моделювання випаровування кластерів і нанокраплин органічних молекул методами квантової хімії та кінетичної теорії газів |
| title | Моделювання випаровування кластерів і нанокраплин органічних молекул методами квантової хімії та кінетичної теорії газів |
| title_alt | Modelling of Evaporation of Clusters and Nanodroplets of Organic Molecules Using Quantum Chemical and the Kinetic Gas Theory Methods Моделирование испарения кластеров и нанокапель органических молекул методами квантовой химии и кинетической теории газов |
| title_full | Моделювання випаровування кластерів і нанокраплин органічних молекул методами квантової хімії та кінетичної теорії газів |
| title_fullStr | Моделювання випаровування кластерів і нанокраплин органічних молекул методами квантової хімії та кінетичної теорії газів |
| title_full_unstemmed | Моделювання випаровування кластерів і нанокраплин органічних молекул методами квантової хімії та кінетичної теорії газів |
| title_short | Моделювання випаровування кластерів і нанокраплин органічних молекул методами квантової хімії та кінетичної теорії газів |
| title_sort | моделювання випаровування кластерів і нанокраплин органічних молекул методами квантової хімії та кінетичної теорії газів |
| topic | випаровування краплин алканів вільна енергія Гіббса швидкість випаровування коефіцієнт випаровування квантовохімічне моделювання |
| topic_facet | alkane droplet evaporation Gibbs free energy evaporation rate evaporation coefficient quantum chemical modelling випаровування краплин алканів вільна енергія Гіббса швидкість випаровування коефіцієнт випаровування квантовохімічне моделювання испарение капель алканов свободная энергия Гиббса скорость испарения коэффициент испарения квантовохимическое моделирование |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/311 |
| work_keys_str_mv | AT gunkovm modellingofevaporationofclustersandnanodropletsoforganicmoleculesusingquantumchemicalandthekineticgastheorymethods AT gunkovm modelirovanieispareniâklasterovinanokapelʹorganičeskihmolekulmetodamikvantovojhimiiikinetičeskojteoriigazov AT gunkovm modelûvannâviparovuvannâklasterívínanokraplinorganíčnihmolekulmetodamikvantovoíhímíítakínetičnoíteoríígazív |