Обґрунтування та алгоритм розрахунку фізичних властивостей тіл при впливі на структурну одиницю речовини

Abstract

У статті розглядаються існуючі методи та математичні моделі для розрахунку деяких фізичних властивостей твердих тіл, які можуть показувати різні результати при використанні інших моделей. Аналізуються останні дослідження з використання методу структурних одиниць для прогнозування фізичних властивостей матеріалів, зокрема теплофізичних. Метою роботи є розробка методики та математичної моделі для дослідження фізичних властивостей матеріалів на мікрорівні з урахуванням потенціалів міжатомної взаємодії. У матеріалі статті розглянуто процес адіабатичної деформації твердого тіла, який складається із структурних одиниць, з урахуванням роботи зовнішньої сили та сил міжатомної взаємодії. Розроблена модель дозволяє виразити відносне зміщення атомів через термодинамічні параметри структурної одиниці, її фізичні властивості під впливом зовнішніх сил. Дослідження включають аналіз міжатомного потенціалу та вирази для обчислення тиску через зовнішні та міжатомні сили. Знайдено взаємозв'язок між змінами теплових і механічних параметрів при різних зовнішніх впливах, нагріванні, розтягуванні та стисканні. Висновки підкреслюють розбіжності результатів з експериментальними даними через методики вимірювань та статистичні помилки, при цьому підтверджується кореляція теоретичних результатів з експериментальними спостереженнями. Наведено можливість побудови функції кореляції параметрів для кожного металу за допомогою запропонованого методу. Ця робота має значний потенціал для розвитку нових матеріалів з покращеними властивостями. Розроблена методика та математична модель можуть бути використані для дослідження та прогнозування властивостей широкого спектру матеріалів, включаючи метали, кераміку, полімери та композитні матеріали.