Cálculo de coeficientes de transporte com base no potencial ab initio

Abstract

Resumo: Os cálculos dos coeficientes de transporte para uma mistura de gases nobres foram realizados através do método de Chapman-Enskog. Este método permite uma expansão da função distribuição do gás, facilitando a resolução da equação cinética de Boltzmann, mantendo ainda uma precisão alta nos resultados. Para as colisões intermoleculares, foi utilizado o potencial ab initio, cujo qual é obtido através de princípios básicos da física, tais como Lei de Coulomb e Equação de Schrödinger, tendo a vantagem de não precisar de dados experimentais para sua resolução. Neste trabalho foram calculados os coeficientes de viscosidade, condutividade térmica, difusão e termodifusão para a mistura Hélio-Argônio, em um grande intervalo de temperatura e para vários valores de fração molar. Foram utilizados os potenciais ab initio mais precisos conhecidos até o momento, obtendo assim uma incerteza de 0,6%, sendo a maior parte deste devido à própria incerteza do potencial e o fato de não serem considerados os efeitos quânticos das interações intermoleculares. Em comparação a outros autores que fizeram o cálculo para o caso de gases simples, obtemos os resultados com precisão muito alta, permanecendo dentro da incerteza de tais autores, validando assim o método utilizado.

Abstract: Calculations of the transport coe cients for a mixture of noble gases were carried out applying the Chapman-Enskog method. This method allows us to expand the distribu tion function of the gas, making easier the resolution of the kinetic Boltzmann equation, maintaining a high precision of the results. An ab initio potential was used for the inter molecular collisions, which is obtained from the main principles, such as Coulomb's law and the Schrödinger's equation, without a necessity of experimental data to resolve it. In this work, the viscosity, thermal conductivity, di usion and thermal di usion coe cients for the Helium-Argon mixture were calculated, in a wide interval of temperature and for various values of the molar fraction. The most accurate ab initio potentials known were used, having an uncertainty of 0.6% for the coe cients, being a most part of this value due the uncertainty of the ab initio potential and because of the fact that the quantum e ects of the intermolecular collisions have been not considered. In comparison with other authors that made the calculations for the case of simple gases, our results had a high precision, within the uncertainty of these authors, so that the method used by us has been validated.