Equações de estado para sólidos e correlação entre o módulo volumétrico e sua primeira derivada em relação à pressão

Autor(es): Lucas da Rosa Silva , Laura Hübner Tessari Braz, Giovani Luís Rech,
Orientador: Claudio Antonio Perottoni
Quantidade de visulizações: 658

A equação de estado (EOS) é um modelo matemático que relaciona as grandezas de estado termodinâmico (pressão p,  volume V e temperatura T) e permite descrever o comportamento volumétrico de um sistema físico sujeito a diferentes condições experimentais. Dentre as EOSs temos as equações de estado sólido que apresentam como parâmetros  o módulo volumétrico (bulk modulus) B0 e a sua primeira derivada em relação à pressão B0’. Essas equações são essenciais para a compreensão do efeito de altas pressões sobre as propriedades dos materiais, com aplicações que incluem desde processos industriais até o estudo da matéria nuclear em estrelas de nêutrons. Este trabalho tem como objetivo aplicar a equação de estado de Rose-Vinet na descrição do comportamento volumétrico do ouro (Au) e, também, investigar a correlação entre os parâmetros B0 e B0’. A partir de dados experimentais de volume da cela unitária versus pressão para o ouro (Au), publicados em artigo científico, utilizou-se o ambiente computacional Google Collaboratory em linguagem de programação Python, de modo a representar graficamente a relação pressão-volume e, posteriormente, ajustar a EOS de Rose-Vinet usando a biblioteca LMFIT. O resultado demonstra que os parâmetros B0 e B0’ são altamente correlacionados, mesmo quando a equação de estado é linearizada mediante mudança de variáveis. Alternativas para a redução desta correlação entre B0 e B0’, inclusive usando dados obtidos de cálculos DFT (Density Functional Theory), estão sendo avaliadas.

Palavras-chave: Equação de estado, Módulo volumétrico, análise da dados.