بررسی اثر دما و فشار بر ضریب انبساط گرمایی هم فشار مایعات یونی بر پایه ایمیدازولیوم

چکیده: ضریب انبساط گرمایی هم فشار،?_p تغییر حجم سیستم در برابر تغییر دما را نشان می دهد. و مقدار این کمیت به وسیله نیروهای بین مولکولی و بین اتمی در سطح میکروسکوپی مشخص می شود. در این تحقیق، وابستگی دما و فشار انبساط گرمایی دوازده مایع یونی بر پایه ایمیدازولیم مطالعه شده است.بدین منظور در دامنه گسترده ای از دما و فشار?_p با استفاده از داده های pvt تجربی محاسبه گردید. به طور کلی اکثر مایعات دارای مقادیر مثبت?_p هستند. سیستمهای مورد مطالعه در این تحقیق از این روند عمومی تبعیت می کنند. برای سیالات ساده،?_p با افزایش دما در فشار کم افزایش می یابد اما در فشار بالا روند معکوسی از خود نشان می دهند. از این رو نمودار?_p برحسب فشار برای چند ایزوترم، فشاری را نشان می دهد که تمام ایزوترم ها همدیگر را قطع می کنند. ما این نقطه تلاقی هم فشار را تنها برای [hmim][ntf2] و [bmim][ntf2] مشاهده کردیم. برای سایر مایعات یونی بررسی شده، چنین نقطه ای وجود ندارد و رفتار آنها بسیار متفاوت از مایعات معمولی است. در مرحله بعد، با استفاده از انبساط گرمایی تجربی و یک رابطه حاصل از روابط ماکسول وابستگی فشار ظرفیت گرمایی و با ارایه یک رابطه جدید با پارامتری ثابت ظرفیت گرمایی محاسبه می کنیم. مقدار ثابت برای هر ترکیب از ظرفیت گرمایی تجربی در دمای مشخص بدست می آید. مقدار این پارامتر به صورت خطی با افزایش اندازه زنجیره آلکیل افزایش می یابد. از این رو، مقدار آن برای مایعات یونی با زنجیره آلکیل دیگر قابل محاسبه است. مقادیر محاسبه شده ظرفیت گرمایی برای مایعات یونی با این روش همخوانی خوبی با مقادیر تجربی دارد. در نهایت با استفاده از ظرفیت گرمایی محاسبه شده دمای بحرانی برای مایعات یونی مورد مطالعه تخمین زده می شود. کلمات کلیدی: مایعات یونی، انبساط گرمایی، ظرفیت گرمایی