Relatório Dinâmica Molecular III

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Tópicos Computacionais em Materiais- EN2809
Relatório 
DINÂMICA MOLECULAR III- ASCALAPH
Aluno: Chayene de Souza Gomes 			RA: 11122010
 
Professor: Cedric Rocha Leão
SANTO ANDRÉ - NOVEMBRO DE 2016
Foram realizadas simulações sob temperatura de 50K á 450K com passos de 50K para cada simulação. O tempo por passo foi de 5,000000 fs para a primeira simulação e de 2,000000 para a segunda simulação
Pelas imagens obtidas durante cada simulação, ilustradas pela Figura 1 e pela Figura 2, pode se observar que os átomos de Argônio já se encontram no estado fundido por volta de 100 K, ou seja, os átomos não apresentam mais uma estrutura cristalina. Desta forma, a fusão do sólido ocorre em alguma temperatura entre 50 e 100 K. O valor teórico da fusão do argônio é de 83,80 K
Com base na observação visual da coesão do sólido, observa-se que a temperatura em que o sólido funde-se é em torno de 50 a 100 K e com base nos gráficos de Temperatura vs Energia, o que melhor mostra a mudança na curva é o de 5,000000 fs, observa-se que a temperatura em que o sólido funde-se é em torno de 150 a 200k.
- 1a simulação- Time per step 5,000000 fs
 50 K 100 K 150 K 
 
 200 K 250 K 300 K
 
 350 K 400 K 450 K
 
Figura 1 - Imagem da simulação mostrando o efeito do aumento da temperatura na estrutura atômica do argonio, Time per step 5,000000 fs.
- Time per step 2,000000 fs
 50 K 100 K 150 K
 
 200 K 250 K 300 K
 
 350 K 400 k 450 K
 
Figura 2 - Imagem da simulação mostrando o efeito do aumento da temperatura na estrutura atômica do argônio, com Time per step 2,000000 fs.
Essas conclusões baseiam-se no fato de que na Figura 3 e a Figura 4, que ilustram o gráfico da Temperatura vs Energia, mostrando uma pequena mudança da inclinação da curva ao atingir a região de 150 a 200K, devido ao fenômeno físico de liberação do calor latente de fusão e depois apresenta uma nova região de linearidade a partir de 200K, ou seja, no ponto de fusão há uma descontinuidade no gráfico, sendo essa descontinuidade enfatizada com uma marcação em preto nas figuras.
Figura 3 - Gráfico Temperatura vs Energia para o Argônio- 5,000000 fs
Figura 4 - Gráfico Temperatura vs Energia para o Argônio- 2,000000fs
Com base em resultado das simulações e comparando com o valor teórico para a temperatura de fusão do argônio, mostrado na Figura 5, observa-se que o valor teórico é da ordem de 83,80 K enquanto que a simulação resultou em um valor de 200 K. Dessa forma, observa-se um erro bem acima do valor teórico. 
Essa discrepância de valores podem ser devido as considerações de curto e longo alcance que o programa utiliza para poder ter ganho de eficiência no cálculo, economizando tempo. Entretanto, acaba por ter uma perda de precisão no resultado obtido. Assim, o resultado obtido, não pode ser considerado como um bom resultado, sendo necessário mais ajustes de parâmetros, além dos que já foram feitos, como “time per step” e “cut off” para que se possa obter um resultado mais preciso e condizente.
Como os resultados são expressões em K, os resultados foram convertidos em unidades reduzidas com base nas equações apresentadas na Tabela 1 e nos valores dos parâmetros de Lennard-Jonnes para o Ar mostrados abaixo na Figura 5. Os resultados da conversão estão apresentados na Tabela 2. 
Tabela 1: Relação entre unidades física e reduzidas Tabela 2: conversão de T em SI pra unidade reduzida
Figura 5 - Parâmetros de Lennard-Jones para Ar
Podemos concluir que o programa Ascalaph fornece informações importantes, como o efeito da energia perante o aumento da temperatura, que tende a aumentar com a agitação térmica do sólido.
REFERÊNCIA BIBLIOGRAFICA
 [1] CALLISTER Jr.,Willian T. – Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução – LTC. – Sétima Edição (em Português) – 2008.