FISICA DEI LIQUIDI
A.A. 2020/2021
PARTE I: Caratterizzazione
dello stato liquido della materia.
Descrizione
dei liquidi a livello atomico o molecolare.
Modelli
microscopici dai liquidi semplici alla materia soffice.
Parte II: Termodinamica
e Meccanica Statistica dello stato liquido.
Postulati sulle funzioni termodinamiche. Le basi statistiche della
Termodinamica.
Funzioni estensive ed intensive. Relazione di Gibbs-Duhem.
Trasformate di Legendre e potenziali
termodinamici.
Condizioni di stabilità ed equilibrio delle fasi.
Transizioni di fase e loro classificazione. Equazione di Van der Waals.
Teoria degli ensembles statistici.
Fluttuazioni.
PARTE III: La struttura
dei liquidi.
Potenziali
efficaci per atomi nei liquidi.
Le
funzioni di distribuzione negli ensemble canonico e gran-canonico.
Il
fattore di struttura di un liquido e la sua misura sperimentale.
Liquidi
a molte componenti, liquidi molecolari.
Parte IV: Metodi di
simulazione numerica delle proprietà dei liquidi.
La
Dinamica Molecolare, algoritmi per la risoluzione delle equazioni di Newton.
Dinamica
Molecolare in ensemble diversi dal microcanonico.
Force fields per la simulazione dei liquidi. Metodi per il
calcolo dell’energia libera.
Metodo
Monte Carlo con algoritmo di Metropolis.
Metodo
Monte Carlo in differenti ensembles.
Parte V: Descrizione
microscopica della dinamica dei liquidi.
Funzioni
di correlazione. Teoria della risposta lineare.
Teorema
di fluttuazione-dissipazione. Funzioni di correlazione della densità.
Funzioni
di Van Hove. Fattore di struttura dinamico e sua
misura sperimentale.
Equazioni
nel limite idrodinamico, liquidi ideali e liquidi con viscosità.
Moto
Browniano e diffusione. Funzioni memoria.
PARTE VI: Liquidi metastabili.
Stabilità e metastabilità. Curva
spinodale e Widom line.
Liquidi sottoraffreddati e transizione vetrosa. Diagramma di Angell.
Entropia configurazionale e temperatura di Kauzmann.
Rilassamento
dinamico dei liquidi sottoraffreddati.
Un caso
importante: l’acqua sottoraffreddata.