请问系综如何对应实际实验环境？

高处裹棉被

各位老师好，

以模拟一个纯乙醇溶液盒子为例（GAFF力场+RESP2（0.5）电荷），在100 ℃，100 bar下跑NPT系综（看相图应当是压缩液体），请问对应实际实验环境，是指在一个高压密封间歇釜里装乙醇，然后加热到100 ℃，再往里通入惰性气体如氮气使得体系总压力到100 bar（高压釜压力表到100bar）吗？还是说应该对应其它的情况？


谢谢各位老师回答

chands

相当于密封容器里装纯乙醇（液态乙醇+气态乙醇），没有其他气体，然后加热到100 ℃，加压到100 bar。

如果是常温常压，例如1 atm，25℃，体系里面有没有氮气影响不大，因为常温常压下氮气在乙醇中的溶解度很小，可以认为液相就是纯乙醇，常温常压下气相中乙醇分子与氮气分子的相互作用也很小，可以忽略。但是100℃ 100 bar下氮气在乙醇中的溶解度是多少我就不知道了，能不能近似看做纯液态乙醇我也不知道，还有气相中氮气分子和乙醇分子的相互作用能不能忽略也是个问题，这些因素都会影响乙醇的气液平衡。

高处裹棉被

chands 发表于 2022-9-21 15:59
相当于密封容器里装纯乙醇（液态乙醇+气态乙醇），没有其他气体，然后加热到100 ℃，加压到100 bar。

如 ...

谢谢chands老师回答，那如果是氮气换成稀有气体这种，或者假设一点都不会溶于乙醇的呢？此时能实际情况对应上NPT系综下100℃，100bar的乙醇吗？

其实也更想知道NPT系综下控压在现实实验中到底怎么实现的？如果考虑容器内只装醇不装其它的话得用液体加压泵？

chands

高处裹棉被 发表于 2022-9-21 17:10
谢谢chands老师回答，那如果是氮气换成稀有气体这种，或者假设一点都不会溶于乙醇的呢？此时能实际情况对 ...

刚查了一下N2的相图，100℃，100 bar是超临界了
假定你的气体X在100℃，100 bar还是气态，我不知道气态乙醇分子和X分子之间的作用有多大，可能可以忽略，可能不可以，如果不可以就复杂了。

理想情况下，如果只考虑纯物质的相图，体系里只有一个组分。如果有两种物质，就是多组分相图了。就你的体系，从相图上看，100℃，100 bar的乙醇就是纯液体了，这可比气-液体系简单多了。

举一个例子：过去用水的三相点定义热力学温标（现在用Boltzmann常数定义热力学温标了），定义水的三相点为0.01 ℃。这个水的三相点是纯水单一组分的三相点，与通常所说的“冰点”（冰-水-水蒸气共存）是不同的，因为通常情况下冰-水-水蒸气体系冰不是纯水体系。

我不是化工出身的，甚至不是化学专业出身的，所以我不知道NPT系综下控压在实验中是怎样实现。这个请方家补充了。

高处裹棉被

chands 发表于 2022-9-21 18:24
刚查了一下N2的相图，100℃，100 bar是超临界了
假定你的气体X在100℃，100 bar还是气态，我不知道 ...

谢谢老师回答，

那在我理解下，NPT系综的控压就是相当于给体系机械做功，用外力人为让压力达到预设值，而与之相对，不用压浴的NVT系综就相当于在一个密封高压釜内给体系保持一个恒温的意思？

不知道我的理解正确与否

chands

高处裹棉被 发表于 2022-9-22 18:35
谢谢老师回答，

那在我理解下，NPT系综的控压就是相当于给体系机械做功，用外力人为让压力达到预设值 ...

可以这么理解。