¿Tenemos un hamiltoniano fundamental para el sistema de moléculas H22_2O?

Desde el punto de vista de la mecánica cuántica (QM), ¿existe un hamiltoniano? H para el sistema de H 2 ¿O moléculas? Suponga que el número de H 2 Las moléculas de O son fijas.

Imagina que calculando la energía libre F ( T ) del hamiltoniano H , se pueden reproducir las tres fases comunes hielo , agua y vapor a diferentes temperaturas T (¿Aquí necesitamos parámetros de orden para caracterizar estas fases?). Por otro lado, el hamiltoniano H puede depender de algunos parámetros, es decir, H = H ( λ ) , y en T = 273 k , variando el parámetro λ provoca la transición de fase entre el hielo y el agua sin cambios de temperatura.

Entonces, ¿podemos escribir un hamiltoniano microscópico? H de este tipo en términos del lenguaje QM?

Respuestas (1)

Desde el punto de vista de la mecánica cuántica (QM), ¿existe un hamiltoniano H para el sistema de moléculas de H2O? Suponga que el número de moléculas de H2O es fijo.

Sí, el hamiltoniano multipartícula con la energía potencial de Coulomb. Pero calculando la energía libre F ( T , V , norte ) de tal hamiltoniano, aunque sencillo en principio, sería matemáticamente v mi r y difícil.

La cantidad de fase gaseosa, líquida y sólida presente en el punto triple no está determinada por ningún parámetro. λ en el hamiltoniano microscópico; es más bien parte de la descripción macroscópica, de manera similar al volumen V y número molar norte .

No conozco un enfoque que describa el agua mediante la función de energía libre (al) que usa el parámetro de orden (similar a la teoría del magnetismo de Landau). La teoría de Landau estaba destinada a transiciones de fase de segundo orden; no parece tener sentido para la transición de primer orden que puede sufrir el agua en el punto triple.