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Type: Monografia
Title: Análise da anomalia da densidade na água contendo impurezas
Author: Caten, Magaiver Ten
First advisor: Barraz Junior, Ney Marçal
metadata.dc.contributor.referee1: Dullius, Marcos Alexandre
metadata.dc.contributor.referee2: Barraz, Andreia Kornowski
Resume: Este trabalho e fruto da pesquisa desenvolvida na realiza c~ao do projeto intitulado "Anomalias Termodin^amicas, Din^amicas e Estruturais em Potenciais Cont nuos". Sabemos que a agua e uma subst^ancia fundamental para a vida, ela e encontrada em meios intra e extracelulares, atuando como solvente universal. A compreens~ao das suas propriedades e um passo essencial para entendermos os processos biol ogicos relacionados a manuten c~ao da vida. Ao analisar um copo com agua e gelo, podemos perceber que o gelo, estado s olido da agua, utua na agua, estado l quido. Este exemplo, mostra o comportamento an^omalo da agua, o qual classi camos como anomalia na densidade. A anomalia da densidade acontece devido a competi c~ao entre duas escalas que agua pode possuir, uma de baixa densidade e outra de alta densidade. O objetivo deste trabalho foi de aplicarmos duas t ecnicas para determinar a exist^encia de anomalia na densidade, em uma amostragem de mistura heterog^enea, de agua e sil cio. Tanto a agua e o sil cio apresentam anomalia na densidade, quando s~ao analisados individualmente. Ao efetuarmos uma mistura heterog^enea entre essas duas subst^ancias, qual ser a o comportamento da anomalia na densidade? Para respondermos essa problem atica, utilizamos simula c~ao computacional utilizando o m etodo de Din^amica Molecular no ensemble NVT e controlamos a temperatura atrav es do termostato de Nos e-Hoover. A Din^amica Molecular e um m etodo de simula c~ao que calcula a movimenta c~ao das mol eculas individuais { as posi c~oes e momentos das part culas s~ao descritas pelas equa c~oes de Newton. Constru mos um sistema utilizando dois tipos de part culas, agua e sil cio. Quando realizado a mistura, o sil cio tem a fun c~ao de soluto e a agua tem a fun c~ao de solvente. O potencial de intera c~ao entre as part culas de agua e as part culas de sil cio e um potencial cont nuo efetivo de duas escalas, proporcionando anomalia na densidade. J a o potencial de intera c~ao entre as part culas de agua e de sil cio e o potencial cont nuo efetivo de uma escala, proporcionando assim a aus^encia de anomalia na densidade. Para veri carmos a exist^encia das anomalias nesta mistura, utilizamos as t ecnicas de fun c~ao de distribui c~ao radial e o do diagrama de fase press~ao-temperatura. Ap os efetuarmos as an alises, podemos concluir que ambas as t ecnicas de an alises de dados s~ao e cientes em demonstrar a exist^encia ou n~ao da anomalia na densidade. Desta forma, ambas as t ecnicas demonstraram coer^encia nos resultados obtidos.
Abstract: This work is the result of the research carried out in the realization of the project titled \Thermodynamic, Dynamic and Structural Anomalies in Continuous Potentials". We know that water is a fundamental substance for life, it is found in intra and extracellular media, acting as a universal solvent. Understanding their properties is an essential step in understanding the biological processes involved in maintaining life. When analyzing a glass with water and ice, we can realize that the ice solid state of the water, oats in the water, liquid state. This example shows the anomalous behavior of water, which we classify as anomaly in density. The density anomaly happens due to the competition between two scales that water can possess, one of low density and one of high density. The objective of this work was to apply two techniques to determine the existence of density anomaly in a heterogeneous mixture of water and silicon. Both the water and the silicon present anomaly in the density, when they are analyzed individually. When we make a heterogeneous mixture between these two substances, what will be the behavior of the anomaly in the density? To answer this problem, we used computer simulation using the Molecular Dynamics method in the NVT ensemble and controlled the temperature through the Nos e-Hoover thermostat. Molecular Dynamics is a simulation method that calculates the motion of the individual molecules the positions and moments of the particles are described by Newton's equation. We built a system using two types of particles, water and silicon. When the mixture is made, the silicon has the function of solute and the water has the function of solvent. The interaction potential between water particles and silicon particles is an e ective continuous potential of two scales, providing anomaly in density. Already the interaction potential between water and silicon particles is the effective continuous potential of a scale, thus providing the absence of density anomaly. To verify the existence of the anomalies in this mixture, we use radial distribution function techniques and the pressure-temperature phase diagram. After analyzing, we can conclude that both techniques of data analysis are e cient in demonstrating the existence or not of the density anomaly. Thus, both techniques demonstrated consistency in the results obtained.
Keywords: Dinâmica de comunidades
Distribuições amostrais
Água
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Fronteira Sul
Acronym of the institution: UFFS
College, Institute or Department: Campus Cerro Largo
Type of Access: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/2207
Issue Date: 14-Dec-2018
Appears in Collections:TCC Física

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