Correlaciones de tres cuerpos en líquidos simples y mezclas

Abstract

Esta tesis se centra en el estudio de la estructura de fluidos simples y mezclas binarias a través de la determinación y el análisis de las funciones de correlación de tres cuerpos, en un intento de ir más allá de la descripción habitual basada en funciones pares. Para ello se ha recurrido tanto al desarrollo de métodos teóricos como a las técnicas de simulación. Se han extendido a sistemas multicomponentes los formalismos de Barrata, Hansen y Pastore (BHP) para el cálculo de la función de correlación directa y el de la ecuación de Ornstein-Zernike inhomogénea (IOZ) propuesto por Attard para la determinación de la función de distribución triple. Este último procedimiento se ha aplicado también al estudio de un fluido puro caracterizado por una elevada tendencia a la formación de vidrios amorfos. Este sistema presenta ordenamientos locales de carácter icosaédrico, que no pueden describirse correctamente en el marco de las aproximaciones habituales en Teoría de Fluidos basadas en el uso de funciones pares. Tanto en este caso como en el de mezclas de Lennard-Jones y electrolitos, el formalismo IOZ en sus diversas aproximaciones (HNC3, HMSA3, ) es capaz de predecir con éxito tanto la estructura par como la triple de los fluidos. Se han determinado asimismo a partir de configuraciones generadas mediante simulaciones de Monte Carlo los factores de estructura pares, triples, y a partir de éstos la función de correlación directa triple en el espacio de Fourier para mezclas de esferas duras. Se observa que la teoría IOZ reproduce aceptablemente estas magnitudes, si bien la aproximación BHP resulta, por construcción, mas adecuada para la determinación de la función de correlación directa triple. En resumen, en esta tesis se han desarrollado un conjunto de técnicas teóricas que permiten determinar con fiabilidad la estructura triple de fluidos densos y sistemas con cierto grado de agregación (electrolitos fuertes), estructura que resulta una pieza imprescindible para el estudio de procesos de cristalización y diversos procesos dinámicos en fluidos densos y sobreenfriados