Construction of equations of the state to describe isothermal compression of some molecular crystals of nitro-compounds

В настоящей работе был предложен подход к построению уравнений состояния молекулярных кристаллов нитросоединений, позволяющий описывать изотермическое сжатие. Данный подход основан на разделении свободной энергии Гельмгольца на тепловую и холодную составляющие. Оказалось, что холодную часть свободной энергии можно разделить на внутримолекулярную и межмолекулярную, а в тепловой части выделить низкочастотные и высокочастотные колебания. Низкочастотную компоненту тепловой части внутренней энергии и давления молекулярного кристалла было предложено аппроксимировать приближением Дебая. Для описания межмолекулярной энергии взаимодействия Ван-дер-Ваальса был предложен вид потенциала, замыкающийся на теплоту сублимации молекулярного кристалла. Компонента холодной составляющей давления, определяемая изменением внутримолекулярной энергии, полагалась постоянной величиной и определялась из условий равенства давления 1 атм. при нормальных условиях. Данное разделение энергии Гельмгольца позволило получить в явном виде выражения для всех термодинамических величин, входящих в уравнения состояния. Для коэффициента Грюнайзена в настоящей работе была принята линейная зависимость от объема. Применение более сложной зависимости оказалось не целесообразным в связи с тем, что рассматривается изотермическое сжатие и тепловая составляющая вносит незначительный вклад в суммарное давление. Определенные в работе зависимости термодинамических величин от температуры и объема были использованы для нахождения коэффициентов, завязанных на известные экспериментальные данные. Проведение сравнительного анализа расчетных и экспериментальных значений удельных объемов молекулярного кристалла 1,3,5-триамино-2,4,6-тринитробензола (ТАТБ) в зависимости от давления показало их совпадение с точностью до 1 %.