Modife pople-karasz modeliyle moleküler kristallerde faz geçişlerinin incelenmesi

Abstract

ÖZET YÜKSEK LİSANS TEZİ MODIFE POPLE-KARASZ MODELİYLE MOLEKULER KRİSTALLERDE FAZ GEÇİŞLERNİN İNCELENMESİ A. Fazıl ATEŞMEN KSÜ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI DANIŞMAN : Doç. Dr. Şükrü OZGAN Yıl : 2000, Sayfa : 46 Jüri: Doç. Dr. Şükrü OZGAN Doç. Dr. Kemal KIYMIK Yrd. Doç. Dr. Musa GÖĞEB AKAN Moleküler kristallerin erimesini inceleyen ve birçok araştırmacı tarafından çeşitli şekillerde modife edilen Pople-Karasz modeli, moleküler kristallerde faz geçişlerini incelemek üzere farklı bir şekilde modife edildi. Bu modife şu şekilde yapıldı: Molekülün bir konumdan diğerine ötelenmesi için gereken W enerjisi ile bir yönelimden diğerine dönmesi için gereken W' enerjisi Pople-Karasz modelinde birbirine eşit (W=W') iken, 2W=3W' alındı. Ayrıca Q = 2q-l ve S = 2s-l alınarak düzen parametrelerinin 0 ile 1 arasında değişmesi sağlandı. Modife modelin denge dununu için en düşük yaklaşımlı kümesel değişim metodu kullanıldı. Konum ve yönelim düzen parametrelerinin sıcaklıkla değişimleri, çifttenim oran sabiti v 'nün birçok değerleri için incelendi. Basmç altında, katı-katı, erime ve sıvı kristal faz geçişleri termodinamiği incelendi, v < 0.495 için, düşük sıcaklıklarda katı-katı geçişi, daha yüksek sıcaklıklarda katı- sıvı, yani erime geçişi; 0.495 < v < 2.72 değerlerinde iki geçiş birleşerek tek geçiş (erime) ; v > 2.72 için, düşük sıcaklıklarda katı-nematik, daha yüksek sıcaklıklarda nematik-izotropik sıvı geçişleri elde edildi. Bu faz geçişlerinin meydana geldiği sıcaklık, faz geçişleri esnasındaki hacim değişimi ve entropi değişimi incelendi. Anahtar Kelimeler: Moleküler kristaller, Modife Pople-Karasz modeli, Düzen parametreleri, Faz geçişleri termodinamiği.

ABSTRACT MSc THESES INVESTIGATION OF PHASE TRANSITIONS IN MOLECULAR CRYSTALS WITH MODIFIED POPLE-KARASZ MODEL A. FAZIL ATEŞMEN DEPARTMENT OF PHYSICS INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCE UNIVERSITY OF KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM Supervisor: Doç. Dr. Şükrü ÖZGAN Year: 2000, Pages: 46 Jury: Doç. Dr. Şükrü ÖZGAN Doç. Dr. Kemal KIYM IK Yrd. Doç. Dr. Musa GÖ?EBAKAN The Pople and Karasz theory of melting of molecular crystals which is modified various forms by a lot of researchers, was modified in anaother form to investigate the phase transition in the molecular crystals. The modification was done as follows: The relation between the energy W for transition of molecules from a site to another, and the energy W' for rotation of molecules from an orientation to another is taken 2 W = 3 W'. In the Pople and Karasz model this relation is W = W'. Also taking Q =2q-l and S = 2s-l, the order parameters are adjusted to change them between 0 and 1. The equilibrium behaviour of the model was studied with the lowest approximation of the cluster variation method. The positional and the orientational order parameters were obtained as the functions of reduced temperatures for various values of the ratio of coupling constants v. Under pressure, the termodynamics of phase transitions of solid-solid, melting, and liquid crystal was investigated. For v < 0.495, in lower temperatures solid-solid transition, in higher temperatures solid-liquid, namely melting transition; for 0.495 < v < 2.72, two transitions combine (melting transition); for v ^ 2.72, in lower temperatures solid-nematic, in higher temperatures nematic-isotropic liquid transitions were obtained. The temperatures, volume change and entropy change occured in these phase transitions were investigated. Key Words: Molecular crystals, Modified Pople and Karasz theory, Order parametres, Thermodynamics of phase transitions. II