Dielektrická konstanta ledu

Prezentace na téma: "Dielektrická konstanta ledu"— Transkript prezentace:

1 Dielektrická konstanta ledu
Mgr. Martin Tomáš

2 Dielektrická konstanta ledu
- určení statické dielektrické konstanty na základě molekulárních parametrů Onsagerův vztah: , kde n je index lomu a N je koncentrace dipólových molekul v krychlovém metru.

3 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 z střední počet sousedních dipólových momentů v jednotce objemu . . . střední hodnota kosinu úhlu mezi sousedními dipóly

4 Dielektrická konstanta ledu
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.

5 Dielektrická konstanta ledu
fáze ledu teplota [°K] dielektrická konstanta Ih 273 91,5 262,3 95,2 252,2 98,8 241 103 228,4 109 216,3 115 III 243 117 253 112,5 IV 263 133,2 144 223 156,7 VI 172 242 193 210

6 Dielektrická konstanta ledu
pro určení dielektrické konstanty ledu využijeme jednoduchý kondenzátor - kondenzátor vložíme do nádoby s vodou a necháme zmrazit

7 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