Desenvolvimento de uma nova equação de estado baseada em mecânica estatística para misturas de moléculas não-esféricas

• Processo: 21/10648-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2022
• Data de Término da vigência: 29 de agosto de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Luís Fernando Mercier Franco
• Beneficiário: Nathan Barros de Souza
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/02713-8 - Dinâmica molecular de fluidos confinados: propriedades de equilíbrio e de transporte, AP.JP
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/07598-3 - Estudo da Formação de Fases Cristalinas para Partículas Rígidas Não Convexas via Simulações Monte Carlo, BE.EP.DR
• Assunto(s): Equação de estado Mecânica estatística Termodinâmica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Equação de Estado | Mecânica Estatística | Teoria de Perturbação | Termodinâmica

Resumo

Equações de estado são modelos empregados na descrição do comportamento termodinâmico de sistemas químicos, e na determinação de propriedades termodinâmicas que são cruciais para a modelagem e otimização de processos industriais. Dentre as classes de equações de estado, são de especial interesse aquelas baseadas em Mecânica Estatística, que incorporam conceitos de teoria de perturbação termodinâmica (TPT). A teoria de perturbação permite estudar um sistema complexo a partir de perturbações na função hamiltoniana de sistemas mais simples. Com os conceitos de Mecânica Estatística, em especial a TPT, os modelos termodinâmicos estatísticos -- tais como as equações de estado BACK, SAFT e SAFT-BACK -- adquiriram uma elevada capacidade preditiva, passando a realizar uma melhor descrição de sistemas químicos, embora ainda sejam bastante dependentes de correlações a dados experimentais de equilíbrio de fases. Neste sentido, um ponto crucial a ser levado em conta no desenvolvimento de novos modelos termodinâmicos é a escolha de um fluido de referência que capture a tendência do comportamento molecular do sistema estudado. Neste projeto, propomos o desenvolvimento de uma nova equação de estado para misturas de fluidos de diferentes geometrias não esféricas. O desenvolvimento desta nova equação será baseado na teoria de Onsager, em simulações moleculares de Monte Carlo, em metodologias de cálculo de diagramas de equilíbrio líquido-líquido e líquido-vapor existentes na literatura e em metodologias desenvolvidas por nós em trabalhos recentes para calcular a energia livre de Helmholtz total através de simulação molecular. Para avaliar a capacidade preditiva da nova equação de estado, os resultados obtidos por meio dela serão comparados a dados experimentais existentes na literatura aberta.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DE SOUZA, NATHAN BARROS; LOPES, JOYCE TAVARES; FRANCO, LUIS FERNANDO MERCIER. Thermodynamic perturbation theory coefficients for hard spherocylinders and cylinders. Fluid Phase Equilibria, v. 561, p. 13-pg., 2022-07-13. (21/10648-4, 18/02713-8)