Время релаксации поляризации жидкости

Выше уже говорилось о том, что при внесении диэлектрика в электрическое поле ориентация диполей происходит не мгновенно, а в течение некоторого времени. Если выключить электрическое поле, то вследствие теплового движения спустя некоторое время т поляризация диэлектрика уменьшится в е раз. Это явление получило название диэлектрической релаксации, а время т называется временем диэлектрической релаксации. Очевидно, что поляризуемость молекул диэлектрика а (а следовательно, параметры х и е), помещенного в периодически изменяющееся электрическое поле, должна зависеть от периода изменения этого поля 7 = 2я/0, времени релаксации т и соотношения между Т (или со) и т. Наиболее удачная теория диэлектрической релаксации была разработана Дебаем для полярных жидкостей. Он дал следующее выражение для поляризуемости, обусловленной ориентацией молекул [c.181]

Впервые теория релаксационной поляризации была предложена Дебаем [1]. Он вывел уравнение, дающее возможность определить время релаксации для сферической молекулы с радиусом а, вращающейся в жидкости с макроскопической вязкостью т] [c.36]

При ионном характере проводимости этих включений время релаксации структурной поляризации составляет 10 — 10 сек. Кроме того, во влажных материалах содержатся электролиты. При постоянном токе наблюдается явление электролиза, связанное с перемещением диссоциированных ионов — положительных к отрицательному электроду, а отрицательных — к положительному. В двух- и трехфазных системах это явление сопровождается электроосмосом, т. е. перемещением жидкости, имеющей заряд одного знака, к электроду противоположных полярностей. [c.315]

Если период колебания поля и время релаксации имеют один порядок, то дипольные молекулы могут успевать вернуться в исходное состояние за время изменения полем знака — возникает резкое падение ориентационной поляризации, и энергия поля частично поглощается жидкостью (она нагревается), так как поле действует против дезориентирующих сил в жидкости. Диэлектрические потери в переменном электрическом поле, связанные с поляризацией, проявляются в максимальной степени, когда 1/со=т, где со — угловая частота. Если 1 /со т, потери минимальны. [c.173]

Экспериментально установленный эффект изменения оптической плотности жидкостей в результате воздействия внешнего постоянного электрического поля не может быть следствием деформационного (электронного) типа электрической поляризации, характерного для неполярных веществ и имеющего несоизмеримо малые времена релаксации с) [6] по сравнению с уста- [c.190]

Из теории Дебая следует, что поляризация полярных молекул в жидкости происходит не мгновенно и характеризуется временем релаксации. В случае сферических молекул время диэлектрической релаксации зависит от вязкости 1 ) жидкости и ее температуры [c.182]

Методы, которые дают информацию о У-структуре, — это методы, использующие излучение или частицы, которые взаимодействуют с жидкостью только в течение короткого периода времени и обмениваются регистрируемой долей своей эиергии с молекулами в жидкости. Инфракрасная и рамановская спектроскопия так же, как и неупругое рассеяние нейтронов, удовлетворяет этим требованиям и является главным источником информации о У-структуре жидкости (рис. 4.2). Рассеяние нейтронов дает информацию о промежутках времени продолжительностью 10 " с. Поскольку это время совпадает с периодом Тп, рассеяние нейтронов является полезным методом исследования природы перемещения временных положений равновесия. Исследования релаксации диэлектрической поляризации и ядерного магнитного резонанса применяются для определения среднего времени между перемещениями. Порядок, в котором ниже рассматриваются свойства воды, основан на временном масштабе, о котором дают информацию указанные методы. [c.159]

Число реакций переноса водородных связей 2п /2 (2п /2 -числс возможных сочетаний из различных водородных связей по две). Примем, что каждое из элементарных событий реакций переноса и разрыва водородных связей вносит в среднем сравнимый по порядку величины вклад в поляризацию жидкости при наложении внешнего электрического поля. Тогда вклад реакций разрыва связей С-Н...С в диэлектрическую релаксацию нормальных алканов будет в раз меньше вклада реакций переноса этих связей /130/. Так, для молекул пропана на 60 реакций переноса С-Н,..С-связей приходится одна реакция разрыва связи. Для бутана это отношение больше 2500. Следовательно, влиянием реакций разрыва и образования водородных связей на времена диэлектрической релаксации > мдких алканов с 4 можно пренебречь. Диэлектрическая релаксация в алканах fi при /7 4 обусловлена практически полностью реакциями переноса водородных связей С-Н...С. [c.163]

Дипольная поляризация полимерных материалов имеет некоторые особенности. Ввиду отсутствия достаточно строгой теории в первом приближении для описания дипольной поляризации используются теории полярных жидкостей и кристаллов. При поляризации, обусловленной сегментным движением макромолекулы и имеющей место при температуре выше температуры стеклования, наблюдается взаимосвязь движения макромолекулы с соседними молекулами. Поляризация этого вида называется дипольно-сегмен-тальной (а-процесс). При температурах ниже температуры стеклования, когда конформация звеньев макромолекулы оказывается "замороженной", сегментальной движение макромолекулы прекращается и подвижность сохраняют лишь отдельные группы атомов, локализованные в сравнительно небольших объемах. Этот вид поляризации получил название дипольно-группового (р-процесс). Время релаксации дипольной поляризации полимерных материалов может значительно превышать время дипольной релаксации других диэлектриков и в некоторых случаях достигать дней и месяцев. [c.416]

Кроме реакций переноса Н-связи на диэлектрическую проницаемость жидких алканов влияют реакции разрыва и образования водородных связей С -Н,..Су. Каждая из СНд- и СН2-групп молекулы алкана, как правило, участвует в образовании двух связей С/,..Н-Су. Если образуется третья связь, то система перевозбуждается и одна из связей рвется. Среднее число связей, приходящихся на одну мачеку-пу. flH2n l 2 2п. Следовательно, молекула может участвовать в 2 п различных реакциях образования и разрыва водородных связей. Число реакций переноса водородных связей 2п /2 ( 2п /2 -числс возможных сочетаний из различных водородных связей по две). Примем, что каждое из элементарных событий реакций переноса и разрыва водородных связей вносит в среднем сравнимый по порядку величины вклад в поляризацию жидкости при наложении внешнего электрического поля. Тогда вклад реакций разрыва связей С-Н. С в диэлектрическую релаксацию нормальных алканов будет в раз меньше вклада реакций переноса этих связей /130/. Так, для молекул пропана на 60 реакций переноса С-Н,..С-связей приходится одна реакция разрыва связи. Для бутана это отношение больше 25 00. Следовательно, влиянием реакций разрыва и образования водородных связей на времена диэлектрической релаксации > идких алканов с 4 можно пренебречь. Диэлектрическая релаксация в алканах С/ 2п+2 П- 4 обусловлена практически полностью реакциями перекоса водородных связей С-Н. ..С. [c.163]

Наименыйие времена релаксации дипольной поляризации свойственны низкомолекулярным жидкостям и разбавленным растворам полимеров. Так, при 50 °С время релаксации пропилового и изобутилового спиртов составляет 2-10- °, а глицерина — 6-10 с. Большие значения т характерны для дипольно-групповых и еще более высокие — для дипольно-сегментальных потерь. При температурах, примерно на 50 °С превышающих 7 с полимера, значения т дипольно-групповых потерь близки к значениям т низкомолекулярных жидкостей. Например, при 50 °С, т. е. при температуре на 43 °С выше 7 с полиметилакрилата, т дипольно-групповых потерь равно 5-10- с. Но при температуре примерно на 50°С ниже 7 с время релаксации дипольно-групповых потерь ПМА составляет 2-10 с, полиметилметакрилата — б-Ю", полиизопропилметакрилата — 2-10 3 с. Время релаксации дипольно-сегментальных потерь при температурах, близких к Тс, имеет порядок 10- с. С повышением [c.248]

Для исключения поляризационных явлений при измерении электропроводности диэлектрических жидкостей используют источники переменной э. д. с. весьма малых частот, чтобы период приложенного напряжения значительно превышал время релаксации заряда в жидкости. Р1ногда измерения проводят на постоянном токе, считая, что при малых токах поляризацией электродов можно пренебречь. [c.56]