Structural properties of fluids interacting via piece-wise constant potentials with a hard core

Abstract

Se presentan las propiedades estructurales de fluidos cuyas moléculas interactúan a través de potenciales con un núcleo duro más dos secciones constantes de diferentes anchuras y alturas. Éstos se derivan de un desarrollo más general presentado previamente para potenciales con un núcleo duro además de ƞ constante [Condens. Matter Phys. 15, 23602 (2012)] en el que se hizo uso de un método analítico de aproximación racional-función y semi-analítico. Los resultados de casos ilustrativos que comprenden ocho diferentes combinaciones de pozos y barreras son comparadas con datos de simulación y con aquellos que se derivan de la solución numérica de las ecuaciones integrales de Percus–Yevick y cadenas superentrelazadas. Se encuentra que la aproximación racional-funcional generalmente predice una función de distribución radial más precisa que la teoría de Percus–Yevick y es comparable o incluso superior a la teoría de cadenas superentrelazadas. Esta superioridad sobre ambas teorías de la ecuación integral se pierde, sin embargo, en altas densidades, especialmente cuando aumenta la amplitud de los pozos y/o barreras.

The structural properties of fluids whose molecules interact via potentials with a hard core plus two piece-wise constant sections of different widths and heights are presented. These follow from the more general development previously introduced for potentials with a hard core plus n piece-wise constant sections [Condens. Matter Phys. 15, 23602 (2012)] in which use was made of a semi-analytic rational-function approximation method. The results of illustrative cases comprising eight different combinations of wells and shoulders are compared both with simulation data and with those that follow from the numerical solution of the Percus–Yevick and hypernetted-chain integral equations. It is found that the rational-function approximation generally predicts a more accurate radial distribution function than the Percus–Yevick theory and is comparable or even superior to the hypernetted-chain theory. This superiority over both integral equation theories is lost, however, at high densities, especially as the widths of the wells and/or the barriers increase.