Главная -> Словарь

Диэлектрическую проницаемость

Для ориентации в электрическом поле молекулы должны преодолеть силы трения окружающей среды. В результате внезапного исчезновения внешнего поля упорядоченное состояние молекул нарушается, но вследствие наличия вязкого трения этот процесс протекает во времени. Разупорядо^Ш!йТп^й~схо'д1Г?в^кспоненциаль-ной зависимости от времени и измеряется периодом_?елаксации — мерой времени, необходимого для снижения _степени~3'шШГдочён-ности до \/е. Используя закон трения Стокса для сферической частицы, Дебай (((43J получил следующее выражение для периода диэлектрической релаксации:

что тангенс угла диэлектрических потерь невелик — для битумов из разных видов сырья и при разных температурах он колеблется от 0,002 до 0,04, т. е. им можно пренебречь. Тангенс слегка увеличивается с повышением температуры до максимума, который, в зависимости от консистенции битума, наблюдается в интервале 20— 50 °С. В этом интервале температур период диэлектрической релаксации равен 1/частоту, т. е. 1/50 = 0,02 с. Диэлектрическая релаксация аналогична релаксационному процессу вязкого течения под, действием напряжения сдвига. В данном случае период релаксаций равен отношению вязкости к модулю сдвига; он представляет собой время, в течение кото^гг напряжение снижается до 1/е = 1/2,718 от первоначального его значения. 'т"я остаточного калифорнийского битума вязкостью 1,3-106 и 1,03-10Т П при 25 и 15,5 °С автор (((42{ устансвил период вязкостной релаксации соответственно 0,0025 и 0,02 с. С увеличением частоты этот максимум, очевидно, сдвигается в стсрсну более высоких температур.

Коэффициент расширения для различных битумов практически постоянен. Используя для а значение 6-10~4, можно применить уравнение4 для битумов при отрицательном значении g в области температур, когда период диэлектрической релаксации равен 1/50 и ниже, т. е. в области, когда ориентационная поляризация не очень затруднена. Для этой области мы можем правую часть уравнения выразить двумя константами:

Рассмотрим связь между релаксационной силой и возможными механизмами диэлектрической релаксации. Предположим, что в системе протекает один неколлективный процесс, который описывается уравнением , и только этот процесс может быть причиной диэлектрической релаксации. В этом случае диэлектрическая релаксация следует уравнению 1УП.4.21), и релаксационная сила , следовательно, равна /1/

Индекс * d * означает, что речь идет о релаксационной силе процесса диэлектрической релаксации.

В табл. УН. 4.3 приведены значения fpr, рассчитанные по формуле . Из таблицы видно, что в пределах возможной ошибки определения % рт времена диэлектрической релаксации, рассчитанные при различных сочетаниях частот , совпадают. Отмеченное совпадение дает основание считать, что в исследованном нами частотном диапазоне наблюдается один' простой релаксационный процесс.

Согласно /5,21,63/ в высших алканах наблюдается распределение времен релаксации. Однако для его анализа необходимо изучить более широкий диапазон частот, чем это сделано нами. Наши измерения на частотах 9,5 +• 48,5 ГГц не позволяют обнаружить распределение времен диэлектрической релаксации.

При понижении температуры времена диэлектрической релаксации всех алканов растут. На рис. УП.4.17 приведена зависимость логарифма времен релаксации н-г-алканов \.п Tpj- от числа атомэв углерода в углеводородной цепи /2^ . Из графика видно, что в гомологическом ряду н-алканов наблюдается экспоненциальный рост времен релаксации с увеличением лс от 5 до 11. При /7^ 11 времена релаксации практически не зависят от Пп . Причины такой зависимости будут рассмотрены ниже.

Рис. УП.4.17. Зависимость логарифма времени диэлектрической релаксации н-алканов от длины углеводородной цепи

Механизм и кинетика процесса диэлектрической релаксации будут рассмотрены в следующем параграфе.

Число реакций переноса водородных связей 2п!/2 . 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 '2п^ Г раз меньше вклада реакций переноса этих связей /130/. Так, для молекул пропана на 6 О реакций переноса C-H...C-связей приходится одна реакция разрыва связи. Для бутана это отношение больше 25 ОО. Следовательно, влиянием реакций разрыва и образования водородных связей на времена диэлектрической релаксации хэддких алканов с пс ^ 4 можно 'пренебречь. Диэлектрическая релаксация в алканах Сп ^2п+2 "Р11 Я^4 обусловлена практически полностью реакциями переноса водородных связей С-Н...С.

Тетрафторэтилен полимеризуется в присутствии перекисей, персуль-ф-атов и других катализаторов; при некоторых условиях реакция протекает чрезвычайно бурно . При этом образуются высокомолекулярные кристаллические линейные полимеры, которые отличаются весьма высокой теплостойкостью и разрушаются только под действием расплавленных щелочей; эти полимеры имеют весьма высокую диэлектрическую проницаемость .

Водородная связь объясняет аномально высокие температуры кипения и плавления ряда веществ, аномальную диэлектрическую проницаемость и не соответствующую строению молекул растворимость. Различают два вида водородной связи: межмолекулярную и внутримолекулярную. В первом случае атом водорода связывает два атома, принадлежащих разным молекулам , во втором случае оба атома принадлежат одной и той же молекуле. Образование водородной связи наиболее вероятно при пониженных температурах; с повышением температуры водородные связи ослабляются или рвутся вследствие усиления теплового движения молекул.

При квалификационных, стендовых и эксплуатационных испытаниях ГСМ обязательно определяют физико-химические показатели качества испытуемых опытных и эталонных образцов ГСМ : фракционный состав, плотность, вязкость, поверхностное натяжение, теплоту сщрания, показатель преломления, электропроводность, теплопроводность, диэлектрическую проницаемость, давление насыщенных паров, температуру кипения и кристаллизации , температуру вспышки и самовоспламенения, коксуемость, кислотность, зольность.

Связь полярных свойств различных соединений с их защитной способностью исследуется рядом методов. В табл. 6.3 представлены результаты определения диэлектрической проницаемости , относительной полярности присадок , изменения контактной разности потенциалов и защитных свойств. Из этих данных видно, что очищенные минеральные масла практически не обладают какой-либо полярностью, а изменение А КРП объясняется в этом случае электроноакцеп-торными свойствами кислорода, свободно проникающего через тонкие масляные пленки . Нитрованные нефтепродукты и среднемолекулярные сульфонаты, т. е. соединения, содержащие группы с отрицательным суммарным электронным эффектом, обладают высокой полярностью: они значительно увеличивают диэлектрическую проницаемость бензола. В их присутствии резко повышается АКРП .

ПАВ, содержащие функциональные группы с положительным суммарным электронным эффектом , несколько меньше, чем ПАВ первой группы, повышают диэлектрическую проницаемость бензола . В их присутствии увеличивается энергия выхода электрона из металла , в

Помимо указанных двух групп тошшвомаслорастворимых ингибиторов коррозии известны неполярные или слабо'полярные соединения, условно отнесенные к группе экранирующих ингибиторов, в частности жирные кислоты, различные фракции СЖК и другие кислородсодержащие соединения. Исследованиями в камере поляризации постоянным током было показано, что они имеют довольно низкие значения ОПП. Эти ингибиторы практически не изменяют диэлектрическую проницаемость бензола, тем не менее в их присутствии резко изменяется контактная разность потенциалов металлов .

Всю совокупность свойств нефтепродуктов, определяющих их качество, К.К. Папок предложил разделить на три группы: физико-химические, эксплуатационные и экологические . При этом к экологической группе отнесены стабильность нефтепродуктов при хранении, их пожароопасность и т.д. В работе предложено делить свойства нефтепродуктов на такие три группы: физико-химические, эксплуатационные и технические. К физико-химическим относят свойства, характеризующие состояние нефтепродуктов и их состав .

К физико-химическим относят свойства, характеризующие состояние нефтепродуктов п их состав .

Присадки, добавляемые к топливу в регламентируемых концентрациях, существенного влияния на диэлектрическую проницаемость,"по дан-

У неполярных и слабополярных молекул значения мольной поляризации и мольной рефракции численно близки между собой, т. е. PM~Re. Из этого положения следует, что диэлектрическую проницаемость реактивных топлив в первом приближении можно вычислять по значениям показателя преломления tiD, принимая е = п2?.

влияние на диэлектрическую проницаемость 76, 77, 79