Study on formation of unstable clat

Study on formation of unstable clathrate-like water molecules at freezing/melting temperatures of water and salty water


Having performed simulations for the pure water and water–NaCl salt mixture at several temperatures, we reveal new aspects of the formation of unstable clathrate-like water molecules in coexistence with ice molecules. Interestingly, the maximum numbers of water molecules in clathrate hydrate phase are recorded at freezing/melting points of the pure water and water–salt mixture. In the presence of NaCl salt, the number of water molecules in the unstable formed clathrate phase decreases. We first perform molecular dynamics simulations using the coarse-grain model to study the freezing/melting behavior of the pure water and 14% water–salt mixture at several temperatures. For both systems, the freezing/ melting behavior of water molecules is studied using some qualities such as density, number of ice molecules, coordination number, and liquid fraction. From the results of our study, we also show that calculating the coordination numbers of water, sodium and chloride ions at different temperatures can serve as a useful method for determining the freezing/melting temperature for the pure water and salty water, and also for the brine rejection process for water–salt mixture. In the pure water, large changes occur at the freezing/melting point for the coordination numbers both for the first and higher coordination shells.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ศึกษาเกี่ยวกับการก่อตัวของโมเลกุลน้ำติดไฟเช่นเสถียรที่อุณหภูมิจุดเยือกแข็ง/การละลายของน้ำและน้ำเค็ม เรามีดำเนินการจำลองสำหรับน้ำบริสุทธิ์และน้ำ – NaCl ผสมเกลือที่อุณหภูมิต่าง ๆ เปิดเผยแง่มุมใหม่ของการก่อตัวของโมเลกุลของน้ำเช่นติดไฟที่ไม่เสถียรในมีอยู่ร่วมกันกับโมเลกุลของน้ำแข็ง เป็นเรื่องน่าสนใจ หมายเลขสูงสุดของโมเลกุลน้ำในระยะมีเทนจะถูกบันทึกที่จุดเยือกแข็ง/ละลายจุดน้ำบริสุทธิ์และน้ำเกลือผสม ในต่อหน้าของเกลือ NaCl จำนวนโมเลกุลของน้ำในขั้นตอนการติดไฟมีรูปแบบเสถียรลด เราทำการจำลองโมเลกุล dynamics โดยใช้แบบเม็ดหยาบเพื่อศึกษาพฤติกรรม/ละลายจุดเยือกแข็งของน้ำบริสุทธิ์และส่วนผสมน้ำเกลือ – 14% ที่อุณหภูมิต่าง ๆ สำหรับทั้งสองระบบ ตรึง / ละลายพฤติกรรมของโมเลกุลน้ำจะศึกษาโดยใช้คุณสมบัติบางอย่างเช่นความหนาแน่น จำนวนโมเลกุลน้ำแข็ง การประสานงานหมายเลข และเศษของเหลว จากผลการศึกษาของเรา เรายังแสดงว่าการคำนวณจำนวนประสานงานน้ำ โซเดียม และประจุคลอไรด์ที่อุณหภูมิแตกต่างกันสามารถใช้เป็นวิธีที่มีประโยชน์สำหรับการกำหนดอุณหภูมิจุดเยือกแข็ง/ละลาย ในน้ำบริสุทธิ์และน้ำเค็ม และ สำหรับกระบวนการปฏิเสธน้ำเกลือผสมน้ำเกลือ ในน้ำบริสุทธิ์ เปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่เกิดขึ้นที่จุดจุดเยือกแข็ง/ละลายสำหรับการประสานงานหมายเลขทั้งสองเปลือกแรก และสูงประสานงาน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การศึกษาการก่อตัวของโมเลกุลของน้ำก่ายเหมือนไม่แน่นอนในการแช่แข็ง / ละลายอุณหภูมิของน้ำและน้ำเค็มมีการดำเนินการแบบจำลองสำหรับน้ำบริสุทธิ์และน้ำโซเดียมคลอไรด์ผสมเกลือที่อุณหภูมิหลายเราแสดงให้เห็นแง่มุมใหม่ของการก่อตัวของน้ำก่ายเหมือนไม่เสถียรโมเลกุลในการอยู่ร่วมกันกับโมเลกุลน้ำแข็ง ที่น่าสนใจจำนวนสูงสุดของโมเลกุลของน้ำในระยะมือไม่ถึงก่ายจะถูกบันทึกไว้ในการแช่แข็ง / จุดหลอมเหลวของน้ำบริสุทธิ์และน้ำผสมเกลือ ในการปรากฏตัวของเกลือโซเดียมคลอไรด์จำนวนโมเลกุลของน้ำในช่วงที่เกิดความไม่แน่นอนก่ายลดลง ครั้งแรกที่เราดำเนินการจำลองการเปลี่ยนแปลงโมเลกุลโดยใช้แบบจำลองหยาบข้าวเพื่อศึกษาการแช่แข็ง / ละลายพฤติกรรมของน้ำบริสุทธิ์และ 14% ผสมน้ำเกลือที่อุณหภูมิหลาย สำหรับระบบทั้งพฤติกรรมการแช่แข็ง / การละลายของโมเลกุลของน้ำมีการศึกษาโดยใช้คุณภาพบางอย่างเช่นความหนาแน่นของจำนวนโมเลกุลของน้ำแข็งจำนวนประสานงานและส่วนที่เป็นของเหลว จากผลการศึกษาของเราเรายังแสดงให้เห็นว่าการคำนวณตัวเลขการประสานงานของน้ำโซเดียมและคลอไรด์ไอออนที่อุณหภูมิที่แตกต่างกันสามารถใช้เป็นวิธีการที่เป็นประโยชน์ในการกำหนดอุณหภูมิแช่แข็ง / ละลายสำหรับน้ำบริสุทธิ์และน้ำมีรสเค็มและยังสำหรับ กระบวนการปฏิเสธน้ำเกลือผสมน้ำเกลือ ในน้ำบริสุทธิ์การเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่เกิดขึ้นในการแช่แข็ง / จุดหลอมละลายสำหรับตัวเลขการประสานงานทั้งสองเป็นครั้งแรกและสูงกว่าเปลือกหอยประสานงาน