First order phase transitions and the thermodynamic limit

Thiele, U.; Frohoff-Huelsmann, T.; Engelnkemper, S.; Knobloch, E.; Archer, A. J.

Forschungsartikel (Zeitschrift) | Peer reviewed

Zusammenfassung

We consider simple mean field continuum models for first order liquid-liquid demixing and solid-liquid phase transitions and show how the Maxwell construction at phase coexistence emerges on going from finite-size closed systems to the thermodynamic limit. The theories considered are the Cahn-Hilliard model of phase separation, which is also a model for the liquid-gas transition, and the phase field crystal model of the solid-liquid transition. Our results show that states comprising the Maxwell line depend strongly on the mean density with spatially localized structures playing a key role in the approach to the thermodynamic limit.

Details zur Publikation

FachzeitschriftNew Journal of Physics (New J. Phys.)
Jahrgang / Bandnr. / Volume21
StatusVeröffentlicht
Veröffentlichungsjahr2019
Sprache, in der die Publikation verfasst istEnglisch
DOI10.1088/1367-2630/ab5caf
StichwörterPhysik weicher Materie; Musterbildung und Selbstorganisation; Bifurkationstheorie; Lokalisierte Zustände; Homoklines Schlängeln; Cahn-Hilliard Modell; Phasenfeldkristallmodell; Entmischungsdynamik; Phasendiagramm; Numerische Kontinuierung; Maxwell construction; mean-field models; localized structures; phase separation; colloidal crystallization; Cahn-Hilliard model; phase field crystal model

Autor*innen der Universität Münster

Engelnkemper, Sebastian
Professur für Theoretische Physik (Prof. Thiele)
Frohoff-Hülsmann, Tobias
Professur für Theoretische Physik (Prof. Thiele)
Thiele, Uwe
Professur für Theoretische Physik (Prof. Thiele)
Center for Nonlinear Science (CeNoS)
Center for Multiscale Theory and Computation (CMTC)