Apesar de ser um líquido comum na natureza, muitas dúvidas ainda pairam sobre várias características da água. A existência de uma relação comum entre o tipo de potencial intermolecular, criticalidade e as várias formas de anomalia existentes nessa substância ainda é uma questão em aberto, apesar da intensa pesquisa que têm-se feito ao longo dos anos sobre esse assunto . Nesta dissertação, propomos a hipótese de que a anomalia na densidade está correlacionada à presença de multicriticalidade, e que ambos os fenômenos surgem de um potencial de duas escalas. Para dar suporte a esta hipótese, além de trabalhos anteriores, usamos e estudamos um gás de rede com interações que competem (primeiros vizinhos V1 repulsivos e segundos vizinhos V2 atrativos). Construímos para este sistema um diagrama de fases µ vs. T usando dois métodos: aproximação de campo médio e simulações. Encontramos na aproximação de campo médio duas linhas críticas, uma das quais encontra a linha de 1a ordem separando duas fases líquidas, e um ponto tricrític Com a aproximação de campo médio não encontramos anomalia na densidade. Os resultados obtidos com as simulações alteram qualitativamente o diagrama de fases. Tanto as linhas críticas quanto os pontos tricríticos tem suas posições modificadas com relação ao campo médio. Neste caso encontramos um comportamento anômalo na densidade. Concluímos que o potencial de duas escalas competitivas é um ingrediente necessário ao aparecimento de anomalia na densidade e coexistência entre duas fases líquidas. Ainda, mostramos que essa anomalia pode estar associada não apenas a dois pontos críticos, como se espera para a água, mas a uma multicriticalidade em geral, tal como linhas críticas.

Dissertação (mestrado) Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T04:35:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T17:10:15Z : No. of bitstreams: 1 82128.pdf: 1863688 bytes, checksum: 59152695215c6c861fa76c5071a36a9d (MD5) / No presente trabalho elaboramos diagramas de fases de sistem liotrópicos, usando como surfactante Decilsulfato de Sódio (SDS). Partindo da concentração de 50%, em peso, de SDS e água tridestilada, determinamos uma concentração particular de existência de liomesofases (42,5% de SDS e 57,5% de H2O). Mantendo a razão da concentração para a formação do sistema ternário. Com base no diagrama de fase do sistema ternário, na região de maior estabilidade do nemático exibido pelo sistema, em temperatura, a razão (SDS + H2O) / DeOH foi escolhida para ser mantida constante quando da adição de Na2SO4, para a formação do sistema quaternário.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T04:50:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T17:19:25Z : No. of bitstreams: 1 88318.pdf: 1849287 bytes, checksum: c96ca7a2f8fb795da734489031a39a90 (MD5) / Consideramos modelos de cadeias auto- e mutuamente excludentes formadas por M monômeros consecutivos inscritas na rede de Bethe. Associamos uma energia a cada configuração das cadeias na rede, a qual pode estar relacionada ao grau de flexibilidade da cadeia (cadeias semi-flexíveis), às interações atrativas entre monômeros primeiros vizinhos não-consecutivos numa mesma cadeia (cadeias auto- e mutuamente interagentes) ou à orientação especial das ligações das cadeias na rede (modelo anisotrópico). Definindo uma atividade associada a cada monômero, e um fator de Boltzmann w associado a cada configuração correspondente a um estado excitado de energia e, obtemos a densidade p(z) de sítios ocupados por monômeros e a energia livre p(p) por sítio da rede, bem como os diagramas de fases w versus z. Comparamos os nossos resultados com outros obtidos anteriormente. No caso de polímeros (m ³ 00) numa rede de Bethe anisotrópica com coordenação q=4 obtemos duas fases polimerizadas distintas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T06:26:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:49:06Z : No. of bitstreams: 1 95780.pdf: 2440031 bytes, checksum: 54027e6fcdd559196caf78306240b563 (MD5) / O presente trabalho consiste na fabricação e caracterização das ligas binárias Fe20Al80 e Fe25Zn75 pelo método Mechanical Alloying (MA). A produção dessas ligas faz parte de uma linha de pesquisa de diversos sistemas metálicos binários com aplicações industriais na área de materiais anti-corrosivos e anti-oxidantes à temperatura ambiente e em altas temperaturas. Inicialmente a liga binária Fe20Al80 foi produzida. Os padrões de difração de raios-X mostram que o produto final obtido, após 220 horas de moagem é uma liga Fe20Al80 , na fase amorfa. Este padrão foi simulado usando o modelo de Empacotamento Aleatório de Esferas Duras (Modelo de Percus-Yevick) que mostrou que a Ordem Química de Curto Alcance (Chemical Short Range Order-CSRO) nesta liga, pode ser bem descrita por este modelo. Os espectros Mössbauer à temperatura ambiente para a liga Fe20Al80 mostram uma evolução para um dubleto (desdobramento quadrupolar), o qual pode ser atribuído a uma fase superparamagnética. Foi também observado que a taxa de reação diminui com o aumento do tempo de moagem. A liga Fe25Zn75 foi em seguida produzida por MA. Os padrões de difração de raios-X medidos em função do tempo de moagem, mostram que após 170 horas de MA, o produto final obtido é um composto estável na fase cristalina, porém com uma estrutura cristalina com deformações, defeitos, e tensões.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T07:54:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:58:54Z : No. of bitstreams: 1 96491.pdf: 1662626 bytes, checksum: 05df040aebdd3596e99c04658d738b16 (MD5) / Neste trabalho determinamos a dependência da magnetização em função da temperatura para modelo de Heisenberg anisotrópico em duas dimensões, através do formalismo das funções de Green. Comparamos nossos resultados com os obtidos através de grupo de renormalização no espaço real e com resultados experimentais realizados em filmes finos. Também, neste trabalho, aplicamos o grupo de renormalização de campo médio para obter o diagrama de fases de um antiferromagneto diluído em um campo uniforme. Nossos resultados sugerem a presença de pontos tricríticos neste sistema.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T01:01:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 284967.pdf: 713319 bytes, checksum: c93529cecc4376f51da0cb114102d34f (MD5) / Estudamos um sistema magnético em camadas com interações não homogêneas entre essas camadas. Nosso objetivo foi obter as propriedades críticas desse sistema, usando a aproximação de campo médio. Tratamos o modelo de Ising de spin-1/2 com interações moduladas pela sequência de Fibonacci. Dentro da aproximação de campo médio, essa sequência é classificada como marginal, na qual espera-se que os expoentes críticos dependam continuamente da razão entre as duas interações existentes, r (r=1 corresponde ao modelo uniforme). Para vários valores de r, obtivemos resultados numéricos para a "temperatura crítica" de um sistema finito com comprimento linear L (Tc(L)) e extrapolamos para o limite termodinâmico. Nossos resultados para Tc(L) têm mais de 14 casas decimais de precisão. Isto foi necessário para obtermos estimativas confiáveis para os expoentes ?, ? e ?. Esses expoentes foram calculados supondo uma dependência log-periódica das quantidades termodinâmicas relevantes com a temperatura reduzida ou com o campo magnético. Nós verificamos que esses expoentes críticos são dependentes da razão entre as interações e obedecem a relação de escala entre os expoentes críticos, ? = ? ( ? - 1 ), para qualquer valor de r. Nós também obtivemos os expoentes críticos ??? e ? das relações de escala entre os expoentes, na dimensão crítica superior (supostamente 4 para esse modelo).

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:54:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 280990.pdf: 817288 bytes, checksum: 3c0effd17ff68abbd475ccbedd5a9ae4 (MD5) / Este trabalho divide-se em duas partes. Na primeira, nós calculamos o expoente dinâmico do algoritmo de Niedermayer aplicado aos modelos de Ising e XY em duas dimensões, para vários valores do parâmetro $E_0$ (o qual, resumidamente, controla o tamanho médio das ilhas a serem modificadas). Para $E_0=-1$ nós reobtemos o algoritmo de Metropolis e para $E_0=1$ reobtemos o algoritmo de Wolff. Para $-1<E_0<1$, nós mostramos que o tamanho médio das ilhas inicialmente cresce com o tamanho linear do sistema, $L$, mas eventualmente satura em um determinado tamanho $\tilde{L}$, que depende de $E_0$. Para $L>\tilde{L}$ o algoritmo de Niedermayer se comporta como o algoritmo de Metropolis, isto é, tem o mesmo expoente dinâmico. Para $E_0>1$, os tempos de auto-correlação são sempre maiores que para $E_0=1$ (Wolff) e, mais importante, sempre crescem mais rápido que uma lei de potência de $L$. Portanto, mostramos que a melhor escolha do parâmetro $E_0$ é o que retoma o algoritmo de Wolff. Nós também obtemos o comportamento dinâmico do algoritmo de Wolff; apesar de não conclusivo, propusemos uma lei de escala para o tempo de auto-correlação. Na segunda parte nós estudamos o modelo de Potts numa rede retangular com modulações aperiódicas nas interações ao longo de uma direção. Os resultados numéricos foram obtidos utilizando o algoritmo de Wolff para diferentes tamanhos de redes, permitindo que o método de escala de tamanho finito fosse utilizado. Foram utilizadas 3 sequências aperiódicas autoduais, as quais permitem resultados mais precisos, uma vez que a temperatura crítica pode ser conhecida exatamente. Nós analisamos 3 modelos, com seis, oito e quinze estados, todos com transições de primeira ordem no sistema uniforme. Mostramos que o critério de Harris-Luck, originalmente introduzido para o estudo de transições contínuas, é obedecido também para transições de primeira ordem. Nossos resultados indicam que a nova classe de universalidade é dependente do número de estados do modelo de Potts. Como esperado, observamos uma dependência log-periódica da magnetização e da susceptibilidade com o tamanho do sistema finito.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Quimica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T13:03:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 240344.pdf: 2848448 bytes, checksum: cc01cda1640450110529ce08ccafde70 (MD5) / Neste trabalho a técnica de SPME aliada a GC-MS foi aplicada para o estudo da degradação térmica do poli(propileno) e do poli(estireno)-co-poli(metil metacrilato). São discutidos principalmente os produtos formados, mecanismos de formação dos principais produtos e parâmetros cinéticos de degradação. Degradaram-se os polímeros num forno tubular em diversas temperaturas e na saída deste forno acoplou-se uma célula para acomodar a fibra de SPME (polidimetilsiloxano) para a concentração dos produtos da degradação dos polímeros carregados por um gás de arraste. A fibra ficou exposta por 30 min e então foi levada para o injetor aquecido do cromatógrafo a gás acoplado ao detector de massas. Cerca de 41 compostos foram sugeridos para a degradação do PP sendo estes formados por alcanos, alcenos e dienos. Para o copolímero e seus polímeros puros, poli(estireno) (PS) e poli(metil metacrilato) (PMMA) foram sugeridos 76, 26 e 40 compostos, respectivamente. No copolímero foram encontrados compostos provenientes da degradação de seus polímeros puros e ainda compostos provenientes da interação entre estes. Foram propostos mecanismos de formação dos três compostos majoritários do PP e dos quatro compostos majoritários do PS-b-PMMA. Conclui-se que o sistema de SPME-GC-MS é eficaz e promissor para estudos de degradação térmica de polímeros.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física / Made available in DSpace on 2012-10-24T00:26:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 261767.pdf: 6054875 bytes, checksum: 62e48dce375ea0b95996cf4198475123 (MD5) / Estudamos, basicamente, os efeitos da adição de um sal eletrolítico monovalente forte, como o cloreto de césio (CsCl), na formação de novas estruturas na fase isotrópica micelar da mistura binária amônio pentadecafluorooctanoato e água deuterada (APFO/D2O) em baixas concentrações de APFO. Investigamos, também, a influência que o sal CsCl produz na forma e tamanho dos agregados micelares bem como sua dependência com a temperatura. Diversas técnicas experimentais ópticas foram usadas e dos resultados destas medidas, temperaturas de transições de fases foram determinadas com grande precisão e uma estrutura, formada por vesículas, foi identificada. Estas vesículas são induzidas espontaneamente na solução simplesmente pelo efeito do sal adicionado, isto é, sem a necessidade de qualquer método específico para obte-las.

O presente trabalho apresenta a verificação da Hipótese Topológica (HT) sobre o Modelo Esférico ferromagnético. Esta hipótese sugere uma nova abordagem a transições de fase termodinâmicas (TF), apoiada na idéia recentemente proposta de que o mecanismo na origem das transições de fase seja uma quebra de difeomorficidade adequada do espaço de configurações dos sistemas no ponto da transição. Embora se saiba que nem toda transição topológica (TT) esteja ligada a uma TF, foi provado recentemente para uma classe de modelos que TTs são necessárias na presença de transições de fase de primeira e segunda ordem, pelo menos. Da termodinâmica do modelo esférico campo médio, sabe-se que este apresenta uma TF na ausência de campo magnético externo, e que esta é destruída para campo finito. Da evolução da topologia de subvariedades do espaço de configurações, definidas pela (função) energia potencial, resulta que, no caso sem campo externo, ocorre uma TT nestas variedades em uma energia potencial igual à energia potencial (média) crítica da transição de fase. Este resultado corrobora a HT no sentido da necessidade de uma TT em correspondência a uma TF. No entanto, a mudança observada na topologia não é particularmente “grande”, se considerada dentro do critério sugerido por trabalhos anteriores. Do caso com campo externo, resulta que uma TT idêntica à encontrada no caso sem campo persiste. Da termodinâmica do modelo, observa-se, no entanto, que a região de energias potenciais em que a TT ocorre não é acessível ao sistema físico, o que é consistente com a ausência de TF no modelo neste caso. Entretanto, o formalismo topológico sobre o espaço de configurações não se mostrou suficiente na caracterização deste comportamento do sistema, e esta conclusão só é alcançada dado o conhecimento prévio da termodinâmica do modelo. Apresentam-se também resultados parciais da aplicação da HT ao modelo esférico a dimensão finita. / In the present work the verification of the Topological Hypothesis (TH) on the ferromagnetic Spherical Model is presented. This hypothesis suggests a new approach to phase transitions (PTs), based on the recently proposed idea that the mechanism at the origin of these phenomena might be a suitable break of diffeomorphicity of the systems configuration spaces at the respective transition points. Although it is known that any topological transition (TT) will in general not be linked to a PT, it was recently proved for a class of models the necessity of occurence of a TT in the presence of (at least) first and second order PTs. From the thermodynamics of the mean field Spherical Model, we see that it presents a PT in vanishing external magnetic field, and that it is destroyed by the external field. From the topological evolution of suitable submanifolds in configuration space, defined by the potential energy function, results that, in zero external field, a TT occurs in these submanifolds in a value of potential energy which is the same as the critical (mean) potential energy. This result is in accordance with the TH in the extent of the necessity of a TT in correspondence with a PT. However, the observed TT is not particularly "strong", when considered in the criteria suggested by previous related works. From the finite field case, results that a TT identical to the one in the zero field case persists. From the thermodynamics of the model in the presence of a field, however, it is seen that the potential energy range in which this TT happens is not accessible to the physical system, which is still consistent with the absence of a PT in this case. Nevertheless, the formalism of Differential Topology has been proven insufficient in the characterization of this behaviour, and the conclusion above was only reached given the previous knowledge of the model’s thermodynamics. Some partial results of the application of the TH to the Spherical Model in finite dimension are also presented here.