70 likes | 241 Views
Dielektrická konstanta ledu. Mgr. Martin Tomáš. - určení statické dielektrické konstanty na základě molekulárních parametrů Onsagerův vztah: , kde n je index lomu a N je koncentrace dipólových molekul v krychlovém metru. Dielektrická konstanta ledu.
E N D
Dielektrická konstanta ledu Mgr. Martin Tomáš
- určení statické dielektrické konstanty na základě molekulárních parametrů Onsagerův vztah: , kde n je index lomu a N je koncentrace dipólových molekul v krychlovém metru. Dielektrická konstanta ledu
Onsagerův vztah platí pouze pro slabě polární dielektrika při dostatečně vysokých teplotách • přesnější vztah odvodil Kirkwood: • , • kde g je redukční faktor, pro který platí Dielektrická konstanta ledu z. . . střední počet sousedních dipólových momentů v jednotce objemu . . . střední hodnota kosinu úhlu mezi sousedními dipóly
pro určení dielektrické konstanty ledu nelze Kirkwoodův vztah použít (nízká teplota, velký dipólový moment molekuly vody) • využijeme vztahu, který odvodili Hobbs, Jhon a Eyring: • , • který předpokládá doménovou strukturu ledu. Dipólový moment domény je roven , přičemž je úhel mezi přiloženým polem a dipólovým momentem domény. VS je molární objem ledu a NA je Avogadrova konstanta. Dielektrická konstanta ledu
pro určení dielektrické konstanty ledu využijeme jednoduchý kondenzátor • - kondenzátor vložíme do nádoby s vodou a necháme zmrazit Dielektrická konstanta ledu
prázdný kondenzátor dosahoval kapacity C0 = 8,8 pF • kondenzátor vyplněný ledem dosahoval kapacity Cx = 784,3 pF • kapacita byla měřena při frekvenci f = 1kHz • dielektrická konstanta je tedy rovna • Hodnota dielektrické konstanty naměřená Hobbsem, Eyringem a Jhonem je rovna Dielektrická konstanta ledu