1.2.3.1 Flüssig-flüssig Phasengrenze

Bei der Flüssig-flüssig Phasengrenze kann es sich z.B. um zwei unterschiedliche Flüssigkeiten wie Wasser und Öl handeln. Mit Hilfe des Gitter-Gas-Modells kann man die Phasengrenze zwischen den beiden Substanzen genauer beobachten.

Zu Beginn ist das Gitter in zwei vertikale Hälften geteilt. Diese werden mit jeweils zwei verschiedenen Teilchen (z.B. links Teilchen $a$ und rechts Teilchen $b$) aufgefüllt. In der Mitte befindet sich eine Phasengrenze.

Die Wechselwirkungskonstanten $w_{aa}$ und $w_{bb}$ haben den Wert Null, so das zwischen Teilchen gleichen Typs keine Wechselwirkung besteht. $w_{ab}$ hat den Wert $1.1$. Um so höher die Anzahl von $a-b$ Paaren ist, um so höher ist die innere Energie des Systems.

Durch die thermische Fluktuation kommt es zu einer Durchmischung der Teilchen an der Phasengrenze.

Die Höhe der Wechselwirkungskonstante $w_{ab}$ beeinflusst diese Eigenschaft. Ist $w_{ab}$ zu groß, ist die Wahrscheinlichkeit einer Durchmischung zu gering. Geht $w_{ab}$ gegen Null, verliert sich der Einfluss der Wechselwirkung zwischen den Teilchen und die Durchmischung gleicht immer mehr einer Diffusion. Ist $w_{ab} < 0$ ziehen sich die Teilchen an, dadurch wird die Durchmischung der Phasen sogar beschleunigt.

Dabei ist der energieärmste Zustand der, bei dem jedes Teilchen von jeweils vier Fremd-Teilchen umgeben ist (z.B. Teilchen $a$ wird von vier $b$-Teilchen umgeben). Es kommt zu Ausbildung eines Schachbrettmusters.