معادله حالت فرمولی است که ارتباط بین خصوصیات قابل اندازه گیری یک سیستم را توصیف می کند. برای حالت های فیزیکی ماده این معادله پارامترهای ترمودینامیکی فشار، دما، حجم و تعداد مول ها را به هم ربط می دهد. این معادله نقش مهمی در طراحی مهندسی شیمی ایفا می کند و به عنوان یک قانون توسعه یافته در مطالعه ی تعادل فاز سیالات و مخلوط های سیالات به کار می رود. در ابتدا معادلات حالت برای ترکیبات خالص به کار گرفته شد، اما بعدها برای مخلوط های غیرقطبی، ترکیبات کمی قطبی و محاسبه تعادل فاز در مخلوط های قطبی و غیرقطبی هم مورد استفاده قرار گرفت. در سال های اخیر علاقه به توسعه معادله حالتی که بتواند خواص سیالات مولکولی را دقیق تر بررسی کند بیشتر شده و کاربرد معادله حالت برای محاسبه تعادل فاز، به خصوص در مورد مولکول های پلیمری موضوع مهمی به شمار می رود. معادله حالت phsc، یک معادله حالت تجزیه ای است به طوری که در این نوع معادله حالت، سیستم مرجع برای یک زنجیر شامل یک سری کره های سخت مماس بوده و اثر نیروهای جاذبه در نتیجه اضافه کردن یک عبارت واندروالس در نظر گرفته می شود. در این نوع معادله حالت دو پارامتر وابسته به دما وجود دارد: 1- اثر شبه حجم واندروالس. 2- قدرت نیروهای جاذبه بین دو بخش غیر پیوندی. با استفاده از این دو پارامتر، پارامترهای وابسته به دما قابل محاسبه هستند. معادله حالتی که برای آن برنامه نوشتیم، دارای سه پارامتر است که بر نتایج بدست آمده اثر می گذارد. 1-تعداد بخش های هر زنجیر که با µ نشان داده می شود. 2-اندازه بخش که با ? نشان داده می شود. 3-انرژی برهمکنش جفت - بخش که با ? نشان داده می شود. در این کار نشان داده می شود که با به کار بردن ثوابت بحرانی سیالات به عنوان پارامترهای مقیاس بندی، می توان پارامترهای وابسته به دمای معادله حالت را با دقت کافی همبسته نمود. ما معادله حالت پیشگویی شده بر حسب داده آزمایشگاهی را برای تعدادی زیادی از مخلوط های سیالات شامل مولکول های دو اتمی، چند اتمی، آلی، هیدرو کربن های اشباع و تعدادی از اولفین ها و آروماتیک ها آزمایش کردیم. نتایج به دست آمده از تطابق خوبی با داده های تجربی برخوردار است.

معادله حالت فرمولی است که ارتباط بین خصوصیات قابل اندازه گیری یک سیستم را توصیف می کند.برای حالت های فیزیکی ماده این معادله پارامترهای ترمودینامیکی فشار،دما،حجم و تعداد مول ها را به هم ربط می دهد. معادله حالت زنجیره کره سخت اختلال یافته سیستم مرجع برای یک زنجیر شامل یک سری کره های سخت مماس بوده و اثر نیروهای جاذبه در نتیجه اضافه کردن یک عبارت وان در والس در نظر گرفته می شود. به طور کلی دو پارامتر وابسته به دما ، یکی نیروهای جاذبه بین دو بخش غیر پیوندی و دیگری ضریب دوم ویریال کره های سخت و پارامتر سوم ، تعداد بخش های هر زنجیر در معادله حالت زنجیره کره سخت اختلال یافته وجود دارد. ما از این معادله حالت برای تعدادی از خنک کننده های خالص و مخلوط استفاده کرده ایم . برای خنک کننده های خالص یک پارامتر تنظیم پذیر داریم : تعداد بخش های هر زنجیر ، r ، برای محاسبه پارامترهای وابسته به دما مناسب است . این پارامتر با تنظیم داده های تجربی بدست می آید. برای مخلوط های دوتایی خنک کننده ها هیچ پارامتر تنظیم پذیری لازم نیست. در این کار نشان داده شده است که استفاده از ثابت های نقطه جوش بعنوان ثابت های مقیاسی در ارتباط با پارامترهای وابسته به دمای معادله حالت ، دقت بالایی دارد . ما معادله حالت پیش بینی شده را برای داده های تجربی تعداد زیادی از مایعات شامل تعدادی از خنک کننده های خالص و مخلوط دوتایی آن ها آزمایش کردیم. توافق با تجربه بسیار خوب می باشد.

معادله حالت فرمولی است که ارتباط بین خصوصیات قابل اندازه گیری یک سیستم را توصیف می کند. برای حالت های فیزیکی ماده این معادله پارامترهای ترمودینامیکی فشار، دما، حجم و تعداد مول ها را به هم ربط می دهد. این معادله نقش مهمی در طراحی مهندسی شیمی ایفا می کند و به عنوان یک قانون توسعه یافته در مطالعه ی تعادل فاز سیالات و مخلوط های سیالات به کار می رود. در ابتدا معادلات حالت برای ترکیبات خالص به کار گرفته شد، اما بعدها برای مخلوط های غیرقطبی، ترکیبات کمی قطبی و محاسبه تعادل فاز در مخلوط های قطبی و غیرقطبی هم مورد استفاده قرار گرفت. در سال های اخیر علاقه به توسعه معادله حالتی که بتواند خواص سیالات مولکولی را دقیق تر بررسی کند بیشتر شده و کاربرد معادله حالت برای محاسبه تعادل فاز، به خصوص در مورد مولکول های پلیمری موضوع مهمی به شمار می رود. الکل های خالص و محلول های آبی آنها ، ساختاری پیچیده و رفتار ترمودینامیکی غیر معمول دارند. آب و الکل به علت قطبیت بالا و خودتجمعی قوی ، مایعات پیچیده ای هستند و مطالعه آنها به صورت تئوری و تجربی دشوارتر از سایر مایعات می باشد. در الکل خالص ، برهم کنش های جاذبه قوی بین مولکول های مشابه باعث تشکیل کلاسترهای مولکولی می شود که اثر قابل ملاحظه ای بر روی خواص ترمودینامیکی و ساختاری گونه ها دارند. تلاش های زیادی جهت به کار بردن معادلات حالت برای شرح دادن خواص ترمودینامیکی و تعادل فاز سیالات تجمعی و پیوند هیدروژنی دار به وجود آمده است. میسون، سانگ و ایهم معادله حالتی ارائه دادند که در مورد سیالات غیر قطبی قابل کاربرد می باشد. جفری و آستین با ایجاد تغییر در معادله حالت ایسم و وارد کردن پیوندهای هیدروژنی در این معادله حالت ، توانستند معادله حالت مناسبی برای آب ایجاد کنند. در این کار نشان داده می شود که می توان از معادله حالت ارائه شده توسط جفری و آستین برای سایر مواد با پیوند های هیدروژنی استفاده کنیم و خصو صیات ترمودینامیکی آنها را انداره گیری کنیم. ما از این معادله حالت جهت بدست آوردن دانسیته الکل ها استفاده کردیم. نتایج بدست آمده از تطابق خوبی با داده های تجربی برخوردار است. در معادله حالت جفری و آستین،پارامترهای دما و حجم بویل وجود دارد. در این کار، به جای این دو پارامتر، یک بار از دما و حجم جوش و بار دیگر از دما و حجم بحرانی استفاده شده است.

یکی از مهمترین روابط بین خواص یک ماده، معادله حالت است که به صورت یک رابطه بین فشار و حجم و دما تعریف شده است. بطور معمول همه مواد خالص ( مخصوصا گازها و مایعات) از معادله حالت پیروی می کنند و این فرض در توسعه های بعدی ترمودینامیکی در نظر گرفته می شود . برای مثال با استفاده از یک معادله حالت بیشتر خواص ترمودینامیکی ، از نتایج ترمودینامیک کلاسیک و رفتار آماری سیستم مورد نظر قابل محاسبه هستند. تنها تخمین اثر ژول تامسون (خاصیت عمومی سیستم های غیر کامل ) نیازمند اطلاعات ظرفیت گرمائی است. بنابراین دانشی خوب از یک معادله حالت با ظرفیت گرمائی سیستم به محاسبه همه خواص ترمودینامیکی کمک می کند. این نتایج به شکلی مناسب در بسیاری از کاربردهای صنعتی نظیر نفت ، داروسازی ، صنایع غذایی، فرایندهای انتقال حرارت، طراحی کارخانه های فرایند شیمیایی و غیره هنگامی که ایجاد شرایط مطلوب تعادل فازی مورد توجه ویژه هستند قابل بکار گیری می باشند. از سویی دیگر تعدد کارخانجات، فرایندها ، گازها و مایعات امکان بدست آوردن خواص ترموفیزیکی از طریق اندازه گیری مطلق را غیر عملی می سازد. بنابراین استفاده از روش های پیش بینی به نظر معقول می رسد

در این کار با انجام شبیه سازی دینامیک مولکولی خواص ترمودینامیکی جیوه مایع مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور، شبیه سازی در مجموعه ی هم فشار- هم دما (npt) صورت گرفته است. جهت استخراج خواص جیوه مایع، یک تابع پتانسیل لنارد- جونز (4 – 6 ) پیشنهاد شده است. به وسیله این پتانسیل به خوبی می توان خواص تعادلی مایع – بخار جیوه را پیش بینی کرد. تابع توزیع شعاعی برای سه دمای k 293، k 1073 و k 1773 محاسبه شده و با توابع توزیع شعاعی تجربی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که توابع توزیع محاسباتی با توابع توزیع تجربی به خوبی قابل مقایسه هستند. همچنین چگالی جیوه در طول منحنی تعادل مایع – بخار محاسبه و با مقادیر تجربی مقایسه شده است. ضریب نفوذ جیوه مایع نیز در دماهای مختلف با استفاده از میانگین مجذور جابه جایی محاسبه شده است. در تمامی موارد نتایج در توافق مناسبی با تجربه هستند.

در صنایع نیازی وافر به داده های قابل اعتماد خواص فیزیکی یک سری خیلی بزرگ از مواد خالص و یک سری حتی بزرگتر از مخلوطهای آنها وجود دارد. تعداد این سیستمها چنان زیاد است که اندازه گیریهای تجربی کافی نبوده لذا مطلوب از تئوری ضروری است.نیروهای بین مولکولی زیربنای بسیاری از خواص ماکروسکوپی ماده می باشند. از طرف دیگر نتایج تئوریهای سینتیک و مکانیک آماری روابطی را تامین می کنند که توسط آنها می توان خواص تعادلی و غیرتعادلی بسیاری را بر حسب نیروهای بین مولکولی یک زوج مولکولی بدست آورد. اهمیت نیروهای بین مولکولی سبب مطالعات بسیار گسترده در این پدیده در طول دهه ها گردیده است.وارونگی متد مهمی برای بدست آوردن پتانسیلهای بین مولکولی از خواص ماکروسکوپی و روابط حالات متناظر آنها می باشد. در میان خواص ماکروسکوپی خواص انتقالی اطلاعات مهمی در رابطه با انرژی پتانسیل مولکولی تامین می کنند.این تکنیک بر پایه انتقال یک سری از انتگرالهای برخورد که توابعی از دمای کاهش یافته هستند به داده های انرژی پتانسیل بعنوان توابعی از فاصله بین مولکولی کاهش یافته می باشد. انتگرالهای فوق الذکر که بطور مستقیم در تعیین ضرائب انتقالی بکار می روند دینامیک برخورد مولکولی و بنابراین قانون نیروهای بین مولکولی را بطور کامل دربرمیگیرند.در این پژوهش روش وارونگی مستقیم برای محاسبه انرژی پتانسیل بین مولکولی دو مخلوط دوتایی از گازهای ایداآل ‏‎ar-xe‎‏ و ‏‎ar-kr‎‏ و مخلوط دوتایی ‏‎he-h2‎‏ بکار برده شده است. مدل پتاسیل اولیه در مورد سیستمهای ‏‎ar-kr‎‏ و ‏‎ar-xe‎‏ مدل ‏‎bbms‎‏ و در سیستم ‏‎he-h2‎‏ مدل لنارد - جونز می باشد. منحنی انرژی پتاسیل نهایی با پتانسیلهای بدست آمده توسط ‏‎r. a. aziz‎‏ و ‏‎a. van‎‏ ‏‎dalen‎‏ در مورد ‏‎ar-xe‎‏ و ‏‎ar-kr‎‏ و با داده های حاصل از تحقیقات ‏‎w. l. taylor‎‏ و همکاری در مورد ‏‎he-h2‎‏ مقایسه گردیده است.