Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa lý thuyết và hóa lý: Tính toán cân bằng lỏng-hơi của Ar, N2, Cl2, CO bằng phương pháp hóa lượng tử và mô phỏng toàn cục monte carlo

Luận án tính toán các hệ số virial bậc hai và xác định các giá trị nhiệt động của cân bằng lỏng-hơi cho các chất Ar, N2, Cl2, CO bằng phương pháp hóa lượng tử và kỹ thuật mô phỏng toàn cục Monte Carlo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa lý thuyết và hóa lý: Tính toán cân bằng lỏng-hơi của Ar, N2, Cl2, CO bằng phương pháp hóa lượng tử và mô phỏng toàn cục monte carlo ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THÀNH ĐƯỢC TÍNH TOÁN CÂN BẰNG LỎNG-HƠI CỦA Ar, N2, Cl2, CO BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LƯỢNG TỬ VÀ MÔ PHỎNG TOÀN CỤC MONTE CARLO Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và hóa lý Mã số: 944.01.19TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA LÝ THUYẾT VÀ HÓA LÝ HUẾ, NĂM 2020Công trình được hoàn thành tại Khoa Hóa học, trường Đại học Khoahọc, Đại học Huế.Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. PHẠM VĂN TẤT 2. PGS.TS. TRẦN DƯƠNGPhản biện 1:Phản biện 2:Phản biện 3:Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Huế chấm luận ántiến sĩ họp tại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .vào hồi giờ ngày tháng nămCó thể tìm hiểu luận án tại thư viện: .................................. ĐẶT VẤN ĐỀViệc nghiên cứu tính toán các tính chất nhiệt động của các hệ cân bằnglỏng-hơi dựa trên kỹ thuật tính toán hóa học lượng tử hiện đại kết hợpvới mô phỏng GEMC để tính ra các số liệu nhiệt động cho các chất cómột ý nghĩa rất lớn trong thực tiễn. Những số liệu này không chỉ cầnthiết trong nghiên cứu khoa học cơ bản mà còn có nhiều ứng dụng trongthực tế. Do đó, mà việc nghiên cứu cân bằng lỏng-hơi của các chất Ar,N2, Cl2 và CO còn có một ý nghĩa rất lớn trong việc giải quyết các vấnđề về nhiên liệu lỏng, hóa nông nghiệp, kỹ thuật xử lý môi trường, côngnghiệp luyện kim, hóa dầu, vật liệu tổng hợp, hóa dược, hóa thực phẩmvà dung môi. Tuy nhiên, những dữ liệu này không phải lúc nào cũng đođược bằng con đường thực nghiệm một cách đầy đủ, đặc biệt khi các thínghiệm được tiến hành trong môi trường nguy hiểm hay các thí nghiệmhết sức phức tạp trong thực tế mà bằng con đường thực nghiệm gần nhưkhông thể thực hiện được và đáp ứng được mọi yêu cầu cần thiết chonghiên cứu và thực tiễn.Vì lý do đó mà Tôi chọn đề tài: “Tính toán cânbằng lỏng-hơi của Ar, N2, Cl2, CO bằng phương pháp hóa lượng tử vàmô phỏng toàn cục Monte Carlo”.Mục tiêu của luận án:Tính toán các hệ số virial bậc hai và xác định các giá trị nhiệt động củacân bằng lỏng-hơi cho các chất Ar, N2, Cl2, CO bằng phương pháp hóalượng tử và kỹ thuật mô phỏng toàn cục Monte Carlo.Ý nghĩa khoa học của luận án:Luận án đưa ra một hướng nghiên cứu mới – đó là tính toán các giá trịnhiệt động của cân bằng lỏng-hơi như áp suất tới hạn, entanpy, entropy,áp suất hơi, tỷ trọng hơi và tỷ trọng lỏng cho các chất N2 và CO bằngcon đường lý thuyết. Ngoài ra, phương pháp này còn được sử dụng đểtính hệ số virial bậc hai cho các chất Ar, N2, Cl2 và CO từ các tham sốhiệu chỉnh tối ưu của phương trình hàm thế xây dựng. Ưu điểm và lợithế của phương pháp thực hiện trong luận án này là khắc phục đượcnhững khó khăn mà con đường thực nghiệm khó đáp ứng trong mọiđiều kiện, đồng thời các kết quả thu được từ con đường nghiên cứu lýthuyết cũng đáp ứng đầy đủ các nhu cầu thực tiễn đặt ra.Đóng góp mới: phát triển mới các hàm thế tương tác liên phân tử abinitio 5-vị trí và tính hệ số virial bậc hai để đánh giá hàm thế sử dụngcho quá trình mô phỏng GEMC. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆUGiới thiệu các nội dung lý thuyết được sử dụng trong nghiên cứu1.1. Cơ sở lý thuyết lượng tử.1.2. Các bộ hàm cơ sở1.3. Các hàm thế tương tác liên phân tử1.4. Các phương trình trạng thái (EOS)1.5. Hệ số virial bậc haiCác biểu thức tính hệ số virial bậc hai c/KB2 (T ) / (cm3mol 1)  a  b exp T (1.31) NA 2      u  Bcl    d  sin  d   sin  d   exp   k T   1 r dr o 2 (1.35) 4 0 0 0 0   B   NA   1 B2 (T )   1  exp  u / k T  1  12(k T ) H 0u   drdr d  d  (1.36)     B 1 2 1 2 2 u d 1 d  2 2 B1.6. Mô phỏng toàn cục Gibbs Monte Carlo (GEMC)Phương trình Antoine Bln P  A  T C (1.42)1.7. Phân tích thành phần chính1.8. Mạng thần kinh nhân tạo1.9. Các thuật toán tối ưu1.10. Các công thức đánh giá sai số CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1. Sơ đồ tổng quát của quá trình nghiên cứuCác công việc thực hiện trong luận án này được thể hiện qua sơ đồ sau2.2. Các dữ kiện và phần mềm2.3. Tính toán năng lượng ab initio2.4. Xây dựng các hàm thế tương tác phân tửHàm thế tương tác ab initio được xây dựng theo các bước như sauMột số hàm thế quan trọng được xây dựng để tính toán 5 5    ij12  ij6  q .q  (2.3)u (rij ) ...