Файл: Воробей З.Ф. Физика диэлектриков. Диэлектрики в постоянном электрическом поле конспект лекций.pdf

- 92

-

Диэлектрическая проницаемость

полярного

г а з а при и з о б а р и ­

ческом нагревании уменьшается

сильнее,

чем неполярного г а з а .

Электрический

момент

Д0

полярной

молекулы

я в л я е т с я

ее

микроскопической х а р а к т е р и с т и к о й .

Зная

Д„

, можно

п р е д с т а ­

вить структуры

молекулы,

т . е .

пространственное

расположение

в ней атомов друг относительно

д р у г а .

Уравнение

Клаузиуса-Мо-

сотти для полярного

г а з а

позволяет

экспериментально

найти

электрический

момент

полярной

молекулы.. Запишем

уравнение

К л а -

узиуса-Мосотти для одного

моля

полярного

г а з а

£ + 2

р

3£01

е

З к Г /

Обозначим

правую

ч а с т ь

уравнения

-

молекулярная

п о л я р и ­

зуемость

полярного

г а з а

-

рм

Из уравнения

видно,

что

в с е

величины,

кроме

До

»

являются

известными. Для

определения

р-о

поступают

следующим

о б р а ­

зом . Находят

6

и р

г а з а

при

различных

температурах

и

по

левой части уравнения Клаузиуса-Мосотти рассчитывают

молярную •

поляризуемость при этих температурах . Строят график

зависимос ­

ти

Рм

*f(l)-

Экспериментальные

данные, могут

д а т ь

две

зависимости.

I .

Молекулярная

поляризуемость

не

зависит

от

температуры;

-

9 4 -

Имея

график

зависимости

рм

= f(L )

, можно

найти

tgß

,

в

по

нему

ß0

AffgJ-

§ 33 .

Уравнение Клаузиуса-Мосотти для неполярных

жидкостей

Неполярные и слабополярные жидкости применяются в

техни­

ке

к а к растворители

для

изоляционных

л а к о в ( б е н з о л , толуол,

ксилол) и к а к изоляционные материалы

в различной

аппаратуре

(трансформаторное,

льняное

и тунговое

масла s д р . ) . В

этих

ризация,

их диэлектрическая проницаемоать

имеет

величину

2 , 0 -

- 2 , 5 .

Степень

полярности жидкости

можно

определить,

если

и з ­

вестна

д и э л е кт ри ч е ская проницаемость при

обычных

р а д и о ч а с т о ­

т а х

и

квадрат

преломления с в е т а .

Если эти

величины

близки,

го

с в я з ь

между

поляризуемостью и диэлектрической

п р о н и ц а е ­

мостью

можно выражать

уравнением

Клаузиуса-Мосотти.

Диэлектрическую

гщоницаемость

экспериментально

о п р е д е ­

ляют на опыте с большой степенью

точности, -а. поэтому

по

у р а в ­

нению

Клаузиуса-Мосотти можно р а с с ч и т а т ь

электронную

поляри ­

зуемость

неполярной молекулы.

В

к а ч е с т в е примера рассчитаем

поляризуемость

СГе

м о л е ­

кулы бензола CgHg. Известно, что при комнатной

температуре

диэлектрическая проницаемость бензола

£

= 2,27,

плотность

ß = 0 , 8 8

. 1 0 ^ ' к г / м ^ .

Молекулярный

в е с

бензола

M

=

78,

ч и с ­

ло

Авогадро ( т . е . число частиц в к . моле)

N =

6,023

. I 0 2 6

По правой части уравнения Клаузиуса-Мосотги

находим э л е к т р о н ­

ную поляризуемость

атома

CgHg

JL<y

.

q

- 5Р£°

-

Ш-6.023-/О"

Расчет электронной

поляризуемости

для молекул н е ­

полярной жидкости

доказывает,

что

электронная поляризуемость

поляризуемость а т о м о в . Поэтому можно

с д е л а т ь заключение,

что

поляризация неполярных меяекул в газообразном и

жидком

с о с т о ­

янии происходит одинаково и диэлектрическая проницаемость

н е ­

полярного в е щ е с т в а . в

жидком состоянии

больше диэлектрической

проницаемости

этого

же вещества в газообразном состоянии

и з -

- з а

большей плотности1 .

Следует

отметить, что совершенно

п е я о л я р ш х

молекул

н е т .

Если

величина

электрического момента

с о с т а в л я е т

сотые

и д е - :