當系統達熱力學平衡時,系統內每一點的總化學勢能都應
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相等,因此第一步便針對系統的總化學勢能進行模擬。
一點的總化學勢能均相等,所以確認了此模擬系統中之溶液已達到了
熱力學平衡,其中圖5-1.3 為反離子的化學勢能圖,圖5-1.4 為膠體
粒子的化學勢能圖。由圖中得知在圓柱系統中不同高度的濃度分佈並
不均勻,由於靜電作用使得底部內能較大而亂度較小;而在靠近頂
部,系統的亂度大而內能小。如圖所示靜電作用力為過量化學勢能,
而亂度所貢獻的則為理想化學勢能。從圖中可看出,過量化學勢能的
增加恰好可以補償理想化學勢能的減少,使得系統在平衡時總化學勢
能在各點均相等。
4-3 模擬系統-Cylinder
在使用蒙地卡羅模擬法時,若系統為半無窮大的電解質溶液,會
是一個相當複雜的系統, 而且因為在介面的非連續介電常數
(dielectric)使得計算上更加複雜。為了簡化系統,我們採用圓柱
(cylinder)系統模擬微米管(micro-tube)下膠體粒子的沉降平衡現象,來
對電解質溶液的物理性質作研究。庫侖作用力和重力都是遠距離作用
力,影響遠遠大於短距離作用力(例如:凡得瓦力),因此在本實驗系
統中,只考慮帶電粒子之間的靜電作用力與帶電粒子所受到的的離心
重力,而並不去考慮帶電粒子彼此之間的短距離作用力
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