ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССОВ В МОДЕЛИ И В ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТИ
Часто более наглядно сопоставление модели и действительности по времени протекания изучаемых процессов. Так, время релаксации напряжений Tr во всех компьютерных экспериментах по порядку величины примерно соответствует периоду колебаний атома T0 (у аргона ~ 10-12 с), то есть величине, обратной дебаевской частоте (T0 = 1/ =h/k). В действительности такую величину имеет время релаксации лишь в состоянии простой жидкости (Tr=/G, G-модуль сдвига). При охлаждении до точки стеклования в результате затвердевания время релаксации увеличивается, как и вязкость, примерно на 15 порядков величины и достигает "макроскопических" значений, например, 1 минуты. При дальнейшем охлаждении время релаксации быстро возрастает и достигает величин порядка года; дальше релаксации становятся столь медленными, что их наблюдение затруднительно. При температурах Т<Тст/2 остаточные механические напряжения в твердых телах обычно практически не релаксируют. Аналогичные результаты дает сопоставление времени кристаллизации (упорядочения) в модели и в действительности: если в модели при всех температурах упорядочение протекает за время компьютерного эксперимента, то есть практически за время 10-100 периодов колебания, то в действительности это время быстро возрастает при охлаждении и при Т Тст/2 становится больше года; при этих температурах стекла стабильны и практически не кристаллизуются. Те стадии диффузионного процесса или электропереноса, которые в простой жидкости и в модели протекают за время компьютерного эксперимента (~10-10 с), также требуют времени порядка года и более при температурах около Тст/2, с той разницей, что это значение обычно достигается уже не выше, а несколько ниже Тст/2, и из-за скудости данных эту точку приходится часто определять экстраполяцией [9,10,7]. Аналогичное сопоставление получается по времени спекания, расслоения, упорядочения по сорту, по времени появления зародышей кристаллизации, роста зерна, рекристаллизации и др. [7]. Те процессы, которые протекают в реальном твердом состоянии, например, за год, или более, в модели завершаются за время компьютерного эксперимента, то есть обычно за время ~(10-100) периодов колебания атома T0. Реже время эксперимента соответствует 1000 и более периодов колебаний, так как такой компьютерный эксперимент должен содержать уже (104-105) шагов счёта, что приближается к пределу возможностей обычного компьютера. Практически компьютерный эксперимент соответствует по времени безактивационным элементарным актам процессов; простые подобные акты (например, диффузионный скачок атома в вакансию) совершаются примерно за период колебания То, а более сложные перегруппировки (например, упорядочение) могут потребовать на 1-2 порядка большего времени. Введение в модель реальной жесткости и стабильности структуры, то есть реальных энергетических барьеров ЕV, ЕD и др., затрудняет перегруппировки и увеличивает время процессов в exp(E/RT) раз, например, на 20 порядков величины, что и соответствует увеличению времени примерно от периода колебания T0 (~10-12 с) до года. Отметим, что уже сами упоминавшиеся методики компьютерных экспериментов в принципе пригодны лишь для моделирования или определения "жидкостных" и непригодны для "твердотельных" кинетических свойств, так как время процессов в твердых телах слишком велико. Поэтому уже сами методики, сложившиеся для прямого моделирования вязкого течения, электропереноса, "кристаллизации" и других процессов в твердых телах, свидетельствуют о "жидкостном" поведении вещества в модели при температурах твердого состояния (В методике Кубо [14,11] кинетические свойства практически определяются также по времени релаксации). Таким образом, компьютерные эксперименты вполне ясно и однозначно показывают, что в традиционной молекулярной модели вещества со сферически-симметричными взаимодействиями и с классическим движением атомов вообще нет затвердевания и нет твёрдого тела; есть лишь плотный газ или простая жидкость, не имеющая жесткости или прочности структуры.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССОВ В МОДЕЛИ И В ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТИ» з дисципліни «Про кризу кінетичної теорії рідини і затвердіння»
