دانلود ترجمه مقاله مدل های تنش سطحی برای محلول های آبی دوتایی

1. مقدمه 2. مروری بر مقالات در مورد مدل های تنش سطحی 3. روش مقایسه مدل 4. نتایج و بحث و بررسی 5. خلاصه و نتیجه گیری ها

چکیده – تنش سطحی مایع-هوای محلول های آبی، یک ویژگی اساسی در ترمودینامیک چندفازی و دینامیک سیالات است و بنابراین در بسیاری از حوزه های علمی و مهندس اهمیت دارد. مدل های مختلفی برای توصیف کمی آن پیشنهاد شده است. این مقاله مروری بر رایج ترین مدل ها و توانایی آنها در بازتولید داده های آزمایشی ده محلول آبی دوتایی از الکترولیت ها و مولکول های آلی انتخاب شده به نمایندگی از انواع مختلف ماده حل شده ارائه می کند. به علاوه مدل جدیدی پیشنهاد می کنیم که شکل منحنی های سیگموئیدی (بزیه یا s شکل) را بازتولید می کند تا به طور تجربی داده های تنش سطحی آزمایش را مبرازش سازی کند. تنش سطحی مواد سطح فعال ضعیف توسط همه مدل ها بخوبی بازتولید می شود. در مقابل، تنها چند مدل تنش سطحی محلول های آبی با مواد به شدت سطح فعال را به طور موفق مدل سازی می کنند. برای موادی با محدودیت حل شدن، معمولاً داده های آزمایشی برای تنش سطحی محلول های فوق اشباع و ماده حل شده مایع خالص وجود ندارد. ما در مورد روش هایی بحث می کنیم که در آنها می توان این مقادیر را ارزیابی کرد و بر نیاز به پژوهش بیشتر تاکید می کنیم. مدل سیگموئید تازه توسعه داده شده تنش سطحی همه محلول های مورد آزمایش را به بهترین شکل بازتولید می کندو به عنوان مدلی برای انواع مخلوط های دوتایی و در همه گستره غلظت ها قابل توصیه است. مقدمه: تنش سطحی محلول های آبی یک ویژگی فیزیکی مهم در بسیاری از حوزه هاست که بر کارایی سینی های تقطیر [1]، کارکرد زیست شناختی مواد فعال سطحی ریه [2]، توزیع اندازه آئروسل های تولید شده توسط ریزپاش ها (نبولایزر) [3]، و تعداد ذرات آئروسل فعال شده به قطرات ابر در جو [4] تاثیر می گذارد. این به نوع ماده حل شده، دما و انحنای سطح بستگی دارد که مورد آخر تنها در قطرات با شعاع انحنای نزدیک به مقیاس مولکولی اهمیت دارد [5]. روش های مختلف امکان سنجش تنش سطحی قطرات بزرگ یا محلول های حجیم را فراهم می کنند. ابزارهایی برای اندازه گیری تنش سطحی قطرات کوچک ابداع شده است، مانند میکروسکوپی نیروی اتمی [6]، و توییزرهای هولوگرافیک نوری [7]. بیشتر سنجش های تنش سطحی محلول های آبی که در نشریات گزارش شده است، اندازه گیری های توده و محدود به محلول آبی با تنها یک ماده حل شده است (محلول های دوتایی). داده های محلول های آبی با بیش از یک ماده حل شده (محلول های چند جزئی) نادر هستند. مدل های ریاضی تنش سطحی برای اهداف مختلف توسعه داده شده¬اند که به سادگی نقاط داده اندازه گیری گسسته را به بیان تحلیلی تبدیل می کنند، یا برای تنش سطحی سیستم های ناشناخته را پیش بینی می کنند. این روش و پیچیدگی مدل های تنش سطحی در نشریات با مدل های مبتنی بر دینامیک مولکولی [10-8]، مدل های یادگیری ماشین [14-11]، و مدل های تجربی و ترمودینامیکی تفاوت زیادی دارد و هر نوع مدل به واسطه توانایی آن برای تامین هدف خاصی (مانند دقت، سادگی،یا قدرتمندی) توجیه می شود. با توجه به اهمیت تنش سطحی در رشته های مختلف، باید ابزارهای ریاضی توسعه داده شود که بتواند به دقت تغییر تنش سطحی را به صورت تابعی از ترکیب محلول توصیف کند.

The liquid–air surface tension of aqueous solutions is a fundamental quantity in multi-phase thermodynamics and fluid dynamics and thus relevant in many scientific and engineering fields. Various models have been proposed for its quantitative description. This Perspective gives an overview of the most popular models and their ability to reproduce experimental data of ten binary aqueous solutions of electrolytes and organic molecules chosen to be representative of different solute types. In addition, we propose a new model which reproduces sigmoidal curve shapes (Sigmoid model) to empirically fit experimental surface tension data. The surface tension of weakly surface-active substances is well reproduced by all models. In contrast, only few models successfully model the surface tension of aqueous solutions with strongly surface-active substances. For substances with a solubility limit, usually no experimental data is available for the surface tension of supersaturated solutions and the pure liquid solute. We discuss ways in which these can be estimated and emphasize the need for further research. The newly developed Sigmoid model best reproduces the surface tension of all tested solutions and can be recommended as a model for a broad range of binary mixtures and over the entire concentration range. Introduction: The surface tension of aqueous solutions is a key physical property in many fields, influencing e.g. the efficiency of distillation trays, [1] the biological functioning of lung surfactants, [2] the size distribution of aerosol produced by medical nebulizers, [3] and the number of aerosol particles activated to cloud droplets in the atmosphere. [4] It depends on the type and concentration of the solutes, temperature, and the curvature of the surface, the latter becoming relevant only in droplets with radii of curvature approaching the molecular scale. [5] Various techniques allow to measure the surface tension of large drops or bulk solutions. Instruments are also emerging to measure the surface tension of small droplets, such as atomic force microscopy [6] and holographic optical tweezers. [7] Most measurements of the surface tension of aqueous solutions reported in the literature, however, are bulk measurements and restricted to aqueous solutions with one solute only (binary solutions). Data of aqueous solutions with more than one solute (multi-component solutions) are scarce. Mathematical models of surface tension have been developed for different purposes, be it simply to convert discrete measurement data points into an analytical expression, or to predict the surface tension for unknown systems. The approach and the complexity of surface tension models in the literature varies widely, from models based on molecular dynamics, [8–10] machine learning models, [11–14] to empirical and thermodynamic models, each type of model being justified by its ability to fulfill a specific goal (e.g., accuracy, simplicity, or robustness). Given the importance of surface tension across various disciplines, it is important to develop mathematical tools that can accurately describe how surface tension varies as a function of solution composition.

ترجمه این مقاله در 36 صفحه آماده شده و در ادامه نیز صفحه 29 آن به عنوان نمونه قرار داده شده است که با خرید این محصول می توانید، فایل WORD و PDF آن را دریافت نمایید.