Диэлектрические свойства модель

Диэлектрические свойства увлажненных образцов также могут дать важную информацию о свойствах воды. Возникающие здесь трудности связаны, прежде всего, с выбором адекватной модели пористого тела или дисперсии. Во втором разделе анализируются известные виды диэлектрических изотерм и модели, используемые для их объяснения. Рассматриваются процессы ориентационной и протонной поляризации и предлагается методика расчета статической диэлектрической поляризации систем сорбент — сорбат на основе теории Онзагера — Кирквуда — Фрелиха. [c.228]

Одной из наиболее распространенных моделей, используемых при объяснении диэлектрических свойств адсорбированной на поверхности [c.243]

В первых расчетах использовали одночастичную модель, т. е. было сделано предположение, что каждый ион движется в электрическом и магнитном полях независимо от других частиц. Затем был рассмотрен случай высокой платности ионов с учетом соударений между ними, что соответствовало модели ионной жидкости. Отмечена необходимость добавления электронов для нейтрализации объемного заряда ионов. Однако при добавлении требуемого количества электронов к ионной жидкости начинают действовать законы физики плазмы и первоначальная схема становится бессмысленной диэлектрические свойства плазмы препятствуют проникновению в нее постоянного электрического поля. [c.278]

Проведенные многочисленные исследования диэлектрических свойств синтетического кварца в широком температурном (200— 1500 К) и частотном (0,1—10 МГц) диапазонах позволили установить, что кристаллы, выращенные в щелочных системах, характеризуются наличием температурно-частотных максимумов диэлектрических потерь (tgб) релаксационного типа, сопровождающихся дисперсией диэлектрической проницаемости (е ). В случае синтетического кварца имеет место зависимость температуры и частоты максимумов tgб от скорости роста и температуры кристаллизации, а также от примесного состава. Различия в примесном составе обусловливаются и разной природой щелочных ионов, ответственных за диэлектрические потери в кварце в природном кварце — обычно ионы лития, а в синтетическом ионы натрия играют роль зарядовых компенсаторов при изоморфизме АР+— 51 +. Выше уже отмечалось, что если для низкотемпературной области (tgб 10 —10 , <0,1 эВ) максимумы диэлектрических потерь могут интерпретироваться в рамках дипольно-релаксационной модели Д. Дебая с длиной диполя —0,1 нм, то 136 [c.136]

Другим недостатком кинетического подхода, по мнению Гиббса и Ди Марцио, является невозможность объяснения с кинетических позиций собственно кинетических явлений. Они считают, что представление о равновесной (метастабильной) структуре переохлажденной жидкой фазы, образующейся после стеклования, является необходимой предпосылкой для понимания вязкоупругих и диэлектрических свойств полимеров в этой области. Теория, предложенная Гиббсом и Ди Марцио, основана на использовании решеточной модели, близкой к модели Майера —Флори —Хаггинса. Различие заключается лишь в том, что Гиббс и Ди Марцио рассматривают жесткость цепи только как результат взаимодействия самых ближайших фрагментов, расположенных вдоль [c.98]

Этот пример показывает, что учет Н-связей совершенно необходим для объяснения электрических свойств сильно ассоциированных соединений. Вместе с тем видно, что из данных о диэлектрических свойствах можно получить сведения о природе и пространственном расположении Н-связей. Разумеется, согласие между вычисленными и измеренными на опыте величинами еще не является доказательством, что выбранная модель есть единственно правильная. [c.25]

Диэлектрическая постоянная. При рассмотрении диэлектрических свойств Н-связи электростатической модели придавалось особое значение. Это не удивительно, так как основное внимание работающих в этой области направлено на электрические диполи. По-видимому, модели, использованные для воды, особенно поучительны. В разд. 2.1.2. подробно описаны различные методы их использования. [c.215]

Оценки показывают, что вероятности переходов между несоседними местами очень малы, и пренебрежение ими при расчетах диэлектрических свойств не влияет заметным образом на результаты. Это приводит нас к пятиместной модели с четырьмя релаксационными процессами, времена релаксации для которых следующие [c.639]

В твердых полимерах, например, в поливинилхлориде и окисленном полиэтилене низкой плотности при исследовании их диэлектрических свойств удается обнаружить существование двух изолированных максимумов (Р и у-максимумы). Появление второго максимума можно связать с релаксационным процессом, возникающим вследствие наличия зацеплений или кристаллитов. Релаксационные свойства отрезков цепей, расположенных между соседними зацеплениями, могут быть объяснены с помощью модели статистических сегментов, рассмотренной выше. В одной из своих недавних работ Кестнер описал поведение цепочки со столь же большим числом боковых дипольных ответвлений, сколько сегментов содержится в основной цепи. [c.307]

В настоящей работе будет принята именно такая модель локальных диэлектрических свойств системы. На рис. 1 для плоской поверхности раздела показано, что в рамках принятой модели имеются две плоскости разрыва диэлектрической проницаемости. Первая плоскость, от которой отсчитываются расстояния до поверхности раздела, соответствует изменению диэлектрической проницаемости от бесконечного значения в металлической фазе до значения Ко во внутренней области, обозначенной цифрой I, где моле- [c.144]

Из приведенного следует, что на кинетику и механизм реакций, протекающих в растворах, растворители оказывают влияние посредством различных эффектов сольватации исходных реагентов, переходного или активированного комплексов, продуктов реакции, путем изменения диэлектрических свойств и т. п. Дифференцировать все эти эффекты, а также и установить преобладающий можно только на основании экспериментальных исследований индивидуальных систем. Зависимость хода реакции от используемого растворителя может быть описана и на основании эмпирических или полуэмпирических корреляций, построенных с помощью упрощенных моделей (см. гл. 4). [c.207]

Важнейшими задачами при лабораторных исследованиях являются определение вида и параметров температурно-временной зависимости прочности для материалов, выполняющих силовые функции определение формально-кинетического уравнения для материалов, работающих в ненапряженном и слабонагруженном состояниях оценка характера и параметров массопереноса для материалов, выполняющих защитно-изоля-ционные функции установление условий подобия для возможной экстраполяции результатов ускоренных лабораторных испытаний на более продолжительный временной интервал при менее жестких эксплуатационных условиях. Прогнозирование работоспособности стеклопластиковых изделий ведется на базе интерполяционной модели, в той или иной степени адекватной реальному поведению материала, позволяющей оценивать долговечность с точки зрения сохранения несущей способности, герметичности, диэлектрических свойств и т.д. [c.166]

При использовании стеклопластиков для оболочек, в которых допустимо лишь определенное содержание влаги, превышение которого вызывает резкое ухудшение диэлектрических свойств, оценка долговечности производится на основе математической модели, описывающей достижение материалом сорбционного равновесия. Если достижение равновесного водопоглощения контролируется закономерностями диффузии, то для прогнозирования долговечности диэлектриков можно использовать зависимость, вытекающую из решения уравнений нестационарной диффузии для конечных стадий процесса [c.179]

В работе [15] эта модель модифицирована введением частотно-независимой поверхностной проводимости, обусловленной увеличением у поверхности частицы (в пределах двойного электрического слоя) концентрации носителей заряда. Как показано в работе [16], эта модель объясняет диэлектрические свойства суспензий на высоких частотах, пе объясняя бо ь-ших значений низкочастотной диэлектрической проницаемости. [c.103]

Теперь мы более или менее в состоянии рассмотреть некоторые механистические причины частотной зависимости электрических свойств систем, помещенных между электродами и включающих не только ионные растворы, но и биологические материалы. Диэлектрические (пассивные электрические) свойства биологических материалов и различных химических [206] веществ давно (см., например, [157]) привлекают внимание исследователей как с чисто познавательной, так и аналитической точки зрения. Так, например, еще в 1899 г. Стюарт [204] заметил, что низкочастотная проводимость плазмы крови превышает проводимость цельной крови, из которой она получена, на величину, являющуюся монотонной функцией гематокрита, и вывел уравнение, позволяющее по проводимости оценивать гематокрит. С тех пор по этому вопросу накоплена обширная литература. Она непрерывно пополняется, и ее объем слишком велик, чтобы дать адекватный ее обзор в этой книге. Поэтому автор хотел бы ограничиться следующими моментами 1) обратить внимание читателя на многие превосходные книги, обзорные статьи и монографии по диэлектрической спектроскопии биологических веществ 2) рассмотреть вкратце наиболее важные особенности диэлектрических дисперсий, описанные для биологических систем, механистические модели, описывающие такие системы, и соотношения между диэлектрическими свойствами и эффективным дипольным моментом молекул, для которых наблюдается дисперсия 3) описать некоторые методы анализа и приборы, используемые на практике или разработанные, в основе которых лежат измерения проводимости, диэлектрической проницаемости или их векторной суммы. Далее предполагается вкратце рассмотреть некоторые технические и методологические аспекты, которые следует учитывать при проведении измерений импеданса биологических систем, обращая особое внимание на различия между релаксационными измерениями и измерениями в широком диапазоне частот. Отсюда мы перейдем к обсуждению временного степенного анализа (фурье-анализа) в области биосенсоров вообще. И наконец, попытаемся свести вместе рассмотренные выше идеи и факты, чтобы найти новые подходы к конструированию и эксплуатации биосенсоров. [c.354]

Несмотря на то что для обоих эмпирических уравнений было найдено некоторое теоретическое обоснование, уравнение Лейдлера более точно соответствует модели Борна и поэтому более интересно. К сожалению, эти соотношения не могут быть успешно применены в случае других термодинамических свойств без значительного видоизменения, учитывающего электростатическое притяжение [48] в растворителе и диэлектрическое насыщение. В результате до сих пор не получена полная количественная картина ионных растворов. [c.462]

Слоистая модель сорбции имеет ограниченное применение. Она, по-видимому, приемлема для некоторых ненабухающих минералов. Для многих сорбентов сорбцию следует рассматривать как процесс растворения одного вещества в другом [84, 649]. Использование в этом случае сорбционных данных, рассчитанных, как правило, по методу БЭТ, представляет интерес с целью учета различных сорбционных свойств материалов при сравнении и анализе полученных для них диэлектрических изотерм. Наблюдаемое для таких материалов [648, 650—656] совпадение величины моносорбции, определенной по БЭТ, с величиной критической гидратации ао (см. рис. 15.1), по-видимому, не следует интерпретировать с помощью слоистой модели. Это совпадение свидетельствует лишь о том, что с изменением характера сорбции изменяются и диэлектрические свойства системы сорбент — сорбат. Предполагается, однако, что при а<ао сорбция происходит непосредственно на активных центрах сорбента, а при а>йо — на ранее сорбированных молекулах воды [651, 652, 655]. [c.244]

Формула (IV. 127а) достаточно хорошо описывает свойства слабо полярных жидкостей с диэлектрической проницаемостью Б несколько единиц. Однако для сильно полярных и ассоциированных жидкостей (например, воды) она дает заниженные значения диэлектрической проницаемости. Допущения, заложенные в модели Онзагера, в этом случае оказываются слишком грубыми. Более строго диэлектрические свойства полярных жидкостей рассмотрены Кирквудом и другими авторами на основе молекулярно-статистического подхода с учетом корреляций в ориентациях молекул. [c.215]

В том случае, когда еще нет перекрытия диффузных адсорбционных атмосфер, но прослойка раствора или растворителя неоднородна по диэлектрическим свойствам, можно получить значения Пт H)i усложняя расчеты Дзялошинского, Лифшица и Питаевского [25]. Возможны различные подходы к решению такой задачи. Первый состоит в разбиении неоднородной прослойки на ряд слоев с различными (но постоянными в пределах каждого слоя) значениями е ( i). Например, может быть использована пятислойная модель (см. рис. IV.15), в которой слои б относятся к граничным слоям раствора с измененной концентрацией или к граничным слоям растворителя с измененной плотностью. Нинхем с сотр. [58] показали, в частности, что уменьшение плотности граничных слоев б приводит к усилению притяжения через неоднородную прослойку, а повышение плотности — к ослаблению. [c.94]

Парседжиан и Вейс [59] реализовали второй подход, рассчитав силы молекулярного притяжения в пятислойной системе (см. рис. IV.15), принимая, что в пределах граничных слоев б значения 2(i ) переменны по их толщине. Как показали расчеты, экспоненциальный спад значений в пределах слоев б снижает силы молекулярного притяжения подложек по сравнению с расчетом по пятислойной модели с использованием средних значений 62(1 ) = = onst для граничных слоев б. Таким образом, неоднородность диэлектрических свойств граничных слоев заметным образом меняет поле дисперсионных сил. Это важное обстоятельство пока мало учитывается при применении теории молекулярных сил к реальным объектам. [c.94]

Обзор имеющихся для расчета формул (как приведенных в табл. 8.2, так и ряда других) показывает, что в настоящее время не существует универсальной аналитической модели диэлектрических свойств гетерогенных систем и, в частности, дисперсных влагосодержащих тел. Поэтому основой для изучения электрических свойств влагосодержащих тел, по-прежнему, являются экспериментальные данные. [c.587]

В бинарных смесях полярных и неполярных молекул отклонения термодинамических и диэлектрических свойств от идеальности обусловлены одной и той же причиной—ассоциацией молекул полярного компонента. Поэтому должна существовать связь между диэлектрическими и термодинамическими свойствами растворов этого типа. Однако в немногочисленных работах, посвященных рассмотрению этого вопроса [1,2], не принимается во внимание то обстоятельство, что при исследовании этой связи следует учитывать лишь слагаемое ДП, обусловленное молекулами, участвующими в группообразовании. В настоящей работе рассматриваются бинарные смеси неполярных молекул и линейно полимеризованных полярных молекул бензол—низшие спирты жирного ряда, ССЦ—низшие спирты). Исходная идея работы заключается в том, что система каучукоподобный высокополимер—неполярный компонент—полярный компонент позволяет построить модель системы неполярный компонент—мономерные молекулы полярного компонента. Сопоставление диэлектрических свойств этой модели и реального бинарного раствора дает возможность исследовать зависимость между слагаемым ДП полимеризованных молекул и термодинамической активно--стью полярного компонента [c.203]

Результаты настоящей работы позволяют утверждать, что изучение диэлектрических свойств систем типа каучукоподобный полимер—растворитель— нерастворитель позволяет получить важные сведения о структуре бинарных растворов низкомолекулярных веществ. Нам думается, что эти сведения могут приобрести большую ценность при подборе растворителей, еще более близких по своей природе (по плотности энергии кохезии) к полимеру. В этом случае идеализированная модель, построенная при помощи полимера, позволит глубже проникнуть в природу реального бинарного раствора. [c.207]

Считается, что D достаточно точно совпадает с квадратом показателя преломления расплавленной соли на оптических частотах (типичное значение 2—5 ). Простейшая приемлемая модель локальных диэлектрических свойств, которая согласуется с общими условиями (а) и (б), представляет сферическую полость радуса by в диэлектрическом континууме, вне которой диэлектрическая проницаемость всюду равна макроскопическому значению D. Эта модель изображена на рис. 5. В этом простейшем случае уравнение (19) можно без труда проинтегрировать, что дает [c.98]

Критический обзор существующих теорий структуры жидкой воды, а также анализ термодинамических и диэлектрических свойств, спектроскопических данных и явлений переноса позволил Орентлихеру и Фогельхуту [73] сделать вывод, что свойства воды нельзя точно описать в рамках многоструктурных моделей, предполагающих одновременное существование в воде обособленных областей или кластеров и т. д. В соответствии с этой работой реальную структуру можно описать гораздо точнее, если при вычислениях использовать модель, в которой жидкость в любой момент представляет собой единую структуру. Но при этом отмечается, что эта модель представляет собой, скорее, умозрительную систему, созданную для получения количественных соотношений, а не геометрическое описание структуры жидкости. Так, [c.63]

Диэлектрические измерения. Диэлектрические свойства льда могут быть поняты, исходя из модели Полинга [21], согласно которой центральная молекула воды находится в тетраэдрическом окружении четырех других, с которыми она образует водородные связи. В зависимости от того, как два протона центральной молекулы расположены по отношению к четырем соседним молекулам, центральная молекула может занимать шесть различных положений. При приложении электрического поля соседние диполи не могут реориентироваться независимо. Чтобы все водородные связи сохранились, молекулярные вращения должны иметь кооперативный характер. Этот кооперативный эффект приводит к увеличению диэлектрической проницаемости примерно в д раз [22]. Для льда значение близко к 3 [23]. Для объемной воды -фактор не может сильно отклоняться от этого значения, так как в определенных пределах структуры льда и воды сходны. В самом деле, при 0°С значения диэлектрической проницаемости льда и воды приблизительно равны. Однако, как мы видели, вследствие недостатка пространства тетраэдрические структуры не могут образоваться, если полимером сорбированы небольшие количества воды. В этом случае -фактор должен значительно отклоняться от [c.141]

Из приведенного легко видеть, что имеющиеся экспериментальные данные часто можно объяснить на основании различных моделей. Более того, даже в таких близких системах, как спирты, индивидуальные химические особенности (например, длина алкильной цепи) могут быть причиной различия диэлектрических свойств и для интерпретации экспериментальных данных может потребоваться введение противоречивых модельных представлений. [c.95]

Возьмем значение штерновского потенциала ijJs равным 125 и положим ф = i 35, ф — скачок потенциала в подвижной части двойного слоя. Тогда, рассчитывая величину Лё — отклонение диэлектрической проницаемости суспензии от диэлектрической проницаемости воды с помощью формулы (3) работы [10] и формулы (36) работы [7], получаем для величины Дё/Р зависимость от частоты (рис. 2). Нет оснований ожидать лучшего соответствия расчетных и экспериментальных данных, имея в виду осложнения, вносимые полидисперсностью и сложным составом электролита. В дальнейшем необходимо продолжить экспериментальные исследования на объектах, более соответствующих теоретической модели, чтобы оценить возможность теории поляризации диффузной части двойного слоя для объяснения аномальных диэлектрических свойств суспензий. [c.40]

Физическая модель, положенная Бруггеманом в основу вывода формулы,— это слоистая структура с хаотической ориентацией слоев. Хаотичность подразумевает реализацию всех ориентаций слоев относительно поля. В частном случае непроводящих слоев в проводящей среде решающую роль играют слои, ориентированные не перпендикулярно по отношению к пластинам конденсатора. Благодаря им в постоянном поле в такой системе ток не идет, что иллюстрируется формулой для мнимой части диэлектрической проницаемости системы е" = 4лх/ш работы [12], которая при m О и нулевой проводимости слоев (включений) дает и = 0. Для взвеси же непроводящих частиц в проводящей среде статическая проводимость системы отлична от нуля. Таким образом, физические свойства системы, изучавшейся экспериментально, совершенно отличны от свойств модели, положенной в основу вывода формулы Бруггемана для пластинок. И если структура слоистой системы при определенном соотношении объемных свойств компонентов может обусловить максимум диэлектрической проницаемости при определенном соотношении их объемов, то для взвеси это невозможно. [c.48]

Из ЭТОЙ схемы хорошо видно, что первая стадия является реакцией замещения, а вторую стадию можно считать р-элиминиро-ванием. Естественно, что эти реакции характеризуются совершенно различными энергетическими, стерическими и другими факторами. На них должны по-разному влиять катализаторы, условия проведения реакции, диэлектрические свойства среды, добавки солей, сольватирующие свойства растворителей и т. п. Однако обычно вторую стадию — распад полуацеталя — не учитывают, считая ее суп( ественио более быстрой по сравнению с первой стадией и, следовательно, не оказывающей влияния на кинетику реакции. Таким образом, избранная в качестве простой и удобной модели реакция гидролиза ацеталей оказалась сложной и трудно объяснимой. Именно поэтому уже более 20 лет продолжают выходить работы, посвященные этой важной реакции. [c.19]

Классическим механизмом, объясняющим очень высокие значения диэлектрической проницаемости, является ориентация постоянных диполей. Эту модель использовал Онкли [8] для объяснения диэлектрических свойств белковых молекул. [c.102]

Движение катионов в а-А .1 и сходных сосдниеинях было проанализировано на частотах от 10 до 10 гц. Эти эксперименты были проведены из следующих соображений. Если прыжковая диффузионная модель справедлива для движения катионов в твердых электролитах типа AgJ, мы мо/кем использовать уравиепие (Ю (тд + т ) = Р, где О — коэффициент самодиффузии, I — средняя длина прыжка, То, — средние времена жизни в оседлом состоянии и прыжке соответственно. Подставляя для I ве.тичину в несколько ангстрем, но.лучаем, что характеристические времена т и Т1 должны быть порядка 10 сек. В таком случае следует ожидать дисперсию электрических и диэлектрических свойств в микрово.пновом диапазоне. [c.296]

Диэлкометрический метод. Основан на использовании зависимости диэлектрической проницаемости (ДП) нефтяной эмульсии от содержания в ней воды [139]. При разборе электрических свойств эмульсий в гл. 1 было рассмотрено несколько моделей для описания зависимости ДП эмульсии от ее обводненности, которые в общей функциональной записи можно представить в виде [c.167]

Это уравнение основывается на модели, по которой подвижная часть двойного слоя мон ет иметь любое распределение (как слой Гуи), по предполагается движение в среде со средним отношением вязкости Г] к диэлектрической постоянной е. Большинство авторов принимают значения этих параметров, равными параметрам воды. Однако другие считают, что вода в области диффузного двойного слоя имеет аномальные свойства вследствие высокой локальной силы поля. Ликлема и Овербек (1961) заключили, что ё, вероятно, не изменяется, а Г) может увеличиваться, но надежные значения вязкоэлектрической константы для воды отсутствуют. [c.101]

Три важных фактора — индуктивный эффект, эффект поля и резонансный эффект — могут сильно влиять на поведение органических кислот и оснований, включая и биологически важные а-аминокислоты. В водном растворе, обычной среде нротекания биологических реакций, эти эффекты обусловливают большое разнообразие свойств, так что процессы диссоциации могут происходить во всем диапазоне pH. Это вал<но, потому что белки, построенные из аминокислот, в зависимости от своего аминокислотного состава могут принимать участие в кислотно-основных превращениях. Действительно, в упрощенном виде диссоциацию аминокислот можно рассматривать как миниатюрную модель диссоциации белка. В биохимических реакциях важные функции выполняют белки, и аналогия с аминокислотами может слу кить основой для понимания процессов передачи протонов. Однако такая модель слишком упрощена. Она не учитывает кооперативные взаимодействия. Например, как поведет себя лизин при диссоциации под действием линейно-расположенных положительно заряженных аминокислотных остатков, входящих в состав белка Далее, каким образом близко расположенная гидрофобная область белковой молекулы (т. е. область с более Ш13-кой диэлектрической проницаемостью) влияет на ее диссоциацию в данном химическом процессе То, что в этом случае можно ожидать значительных изменений, видно из поведения глицина при диссоциации в среде с низкой диэлектрической проницаемостью например, в 95%-ном этаноле (рКа карбоксильной группы глицина равен 3,8, а аминогруппы 10,0). Можно было бы подумать, что в этом случае но кислотности глицин близок к уксусной кислоте, но это не так, поскольку для последней р/( равен 7,1. [c.42]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология