Solução de um gás de rede com anomalia na densidade numa rede de Husimi

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Resumo: Uma das anomalias termodinâmicas mais conhecidas da água é a existência de máximos nas curvas isobáricas para a densidade como funçao da temperatura, próximos da temperatura de fusão. Estudamos um modelo de gás de rede com graus de liberdade orientacionais que lembram a formação de ligações de hidrogênio entre as moléculas.. Resolvemos este modelo num formalismo grande-canônico numa rede de Husimi construida com plaquetas hexagonais com sitio central. O estado fundamental do modelo, definido originalmente na rede triangular, é reproduzido exatamente na rede de Husimi. No diagrama de fases, encontramos uma fase gasosa (G) e duas fases líquidas, uma delas de alta (HDL) e outra de baixa densidade (LDL). Todas as transições de fase (G-LDL, G-HDTL e LDL-HDL) são descontínuas e encontramos um ponto triplo no qual as três fases coexistem. Existe uma linha de temperaturas de máxima densidade (TMD) nas isóbaras na região metaestável da fase gasosa, assim como outra de temperaturas de mínima densidade (TmD) na fase LDL, parte na região estável e parte na região metaestável. Esses resultados são distintos dos encontrados originalmente em simulações na rede triangular, nas quais se obteve duas linhas de coexistência (LDL-HDL e G-LDL) que terminam em pontos críticos. Vamos discutir a comparação entre as simulações e os nossos resultados.