Молекулярный анализ понятия расклинивающего давления в двухфазных пористых системах

Проведен анализ молекулярных двухфазных распределений внутри щелевидной и цилиндрических пор с однородными стенками в широком диапазоне давлений и температур, когда в ней находятся жидкость и пар. Стенки пор считаются недеформируемыми, они формируют внешнее поле для флюида. Состояние обеих фаз “жидкость в поре” и “пар в поре” удовлетворяют равенству химического потенциала с химическим потенциалом объемной фазы и между собой. Расчет распределений молекул проведен в рамках модели решеточного газа (МРГ) с простейшим парным потенциалом взаимодействия ближайших соседей. Распределение плотности молекул в неоднородном поле стенок пор связано с локальными распределениями двух видов давлений: изотермического, связанного с химическим потенциалом системы, и внутреннего механического давления (или давления расширения в терминах МРГ). Разность каждого из двух видов давлений с соответствующим давлением в объемной фазе определяет расклинивающее давление, которое активно используется при термодинамической интерпретации характеристик тонких прослоек в зависимости от их ширины. Теория позволяет учесть влияние потенциала взаимодействия адсорбент–адсорбат и его протяженности, отличие геометрии поры от исходной щелевидной формы, температуры, на значения расклинивающего давления. Молекулярная теория на базе МРГ позволила дать термодинамический анализ расклинивающего давления как характеристики ограниченных систем, отличающихся от макроскопических систем. Показано, что понятие расклинивающего давления в двухфазной системе может быть расширено на любые плотности флюида (от пара до жидкости) и на любые геометрии пор.