Aspects of an Unitary Classical Molecular Theory of the Crystalline and the Fluid State at Thermal Equilibrium

Authors

  • Dr. Th. Klupsch

    1. Zentralinstitut für Festkörperphysik und, Werkstofforschung der Akademie der Wissenschaften der DDR, Institutsteil für magnetische Werkstoffe, DDR-6900 Jena, Helmholtzweg 4
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Abstract

It is shown that, in spite of the existence of localized particles in crystals, an unitary partition function and grand partition function, resp., exists for the fluid and the crystalline state if an auxiliary external potential is introduced and, following BOGOLYUBOV'S idea, its zero limit is taken after carrying out the thermodynamic limit. Therefore, an unitary description of both the states (including the phase boundary between them) based on molecular distribution functions is possible. A new class of exact correlation functions characterizing localized particles is considered. The excess part of the free energy functional which results from a functional integration of the direct correlation function shows finite self-interaction contributions of localized particles which must be removed by an additional renormalization procedure.

Abstract

Aspekte einer einheitlichen klassischen molekularen Theorie des kristallinen und des fluiden Zustandes im thermodynamischen Gleichgewicht

Es wird gezeigt, daß trotz der Existenz lokalisierter Teilchen in Kristallen einheitliche kanonische bzw. großkanonische Verteilungsfunktionen für den fluiden und den kristallinen Zustand aufgestellt werden können, falls ein äußeres Hilfspotential eingeführt wird, das, einer Idee von BOGOLJUBOV entsprechend, erst nach Ausführung des thermodynamischen Grenzüberganges gegen Null strebt. Deswegen ist eine einheitliche Beschreibung von beiden Zuständen (einschließlich der Phasengrenze zwischen ihnen) mit Hilfe von molekularen Verteilungsfunktionen möglich. Eine neue Klasse exakter Korrelationsfunktionen, die lokalisierte Teilchen charakterisiert, wird betrachtet. Der Exzeßanteil des Funktionals der freien Energie, der mittels funktionaler Integration der direkten Korrelationsfunktion berechnet wird, zeigt endliche Selbstwechselwirkungsanteile lokalisierter Teilchen, die im Rahmen eines Renormierungsverfahrens beseitigt werden müssen.

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