Udało się wirtualnie zagotować wodę

Każdy wie, na czym polega wrzenie wody, jednak komputerowi trudno
to wytłumaczyć. Zmiana stanu skupienia, taka jak przekształcanie
się cieczy w gaz lub w ciało stałe, nie poddawała się dotąd
opisowi matematycznemu, ponieważ zachowanie się cząsteczek w
pobliżu punktu krytycznego jest zbyt skomplikowane.

Chodzi o krytyczną prędkość cząsteczek - gdy poruszają się nieco
szybciej, tworzą gaz, gdy nieco wolniej - są cieczą, ale
symulowanie zmiany stanu skupienia wymaga obliczania prędkości
wielkiej liczby chaotycznie na siebie wpadających cząstek.

Jeśli ktoś chce odczuć, jak skomplikowane jest jednoczesne
modelowanie wzajemnych relacji wielu cząstek, niech spróbuje
uzgodnić choćby tylko z 20 osobami wspólne wyjście na obiad - mówi
Yonathan Shapir z University of Rochester.

Teraz jednak Shapir, profesor fizyki, wraz z chemikiem Eldredem
Chimowitzem i studentem Subhranilem De z University of Rochester,
stworzyli model matematyczny, który może znaleźć zastosowanie przy
opisie niezliczonych zjawisk - od usuwania kofeiny z kawy do
poprawiania wydajności ogniw paliwowych dla samochodów przyszłości.

Komputer modeluje dwa oddzielne rezerwuary cieczy w równowadze, w
pobliżu punktu krytycznego. Jeden ze zbiorników jest pod nieco
wyższym ciśnieniem niż drugi. Otwarcie połączenia między
zbiornikami prowadzi do mieszania się wirtualnej cieczy z obu
zbiorników - aż do osiągnięcia równowagi termodynamicznej.

Obserwując, jak doszło do osiągnięcia równowagi, można obliczyć
zachowanie cząsteczek w punkcie krytycznym. Poprawność symulacji
potwierdziły eksperymenty z rzeczywistą cieczą.(PAP)