Физика диэлектриков. Щербаченко Л.А. - 34 стр.

                        µ 02
                   где       – поляризуемость ориентации, связанной с тепловым дви-
                       3kT
            жением.
                 Уравнение (50) применяется также и к сильно разбавленным рас-
            творам полярной жидкости в неполярной для вычисления поляризации
            полярных молекул, так как при большой степени разведения раствора
            взаимодействие между полярными молекулами сравнительно слабо вы-
            ражено.
                 Для диэлектриков, подчиняющихся формуле Клаузиуса–Мосотти,
            диэлектрическая проницаемость ε зависит только от плотности, но не за-
            висит от температуры:
                   1 ε −1
                          = const                                                  (51)
                   τ ε +2
                  Следовательно, для таких диэлектриков свободная энергия (точнее,
            её электрическая часть) совпадает с внутренней. При ε , близких к едини-
            це, формула (51) переходит в
                   1 ε −1
                          = const                                                  (52)
                   τ ε +2
                  Формула Мосотти – Клаузиуса находится в удовлетворительном со-
            гласии с опытом для жидких и газообразных диэлектриков с неполярными
            молекулами, хотя в случае жидкостей и не выполняется условие точечно-
            сти молекул, использованное при выводе (50). Так, для газообразного се-
            роуглерода CS 2 при температуре 0 o C и нормальном атмосферном давле-
            нии измеренное значение ε равно 1,0029. Пользуясь им, по формуле (49)
            находим 4π ⋅ nβ = 0,0029 . Плотность жидкого сероуглерода в 381 раз больше
            плотности газообразного. Если верно предположение, что поляризуемость
            молекулы не меняется при переходе из газообразного состояния в жидкое,
            то для жидкого сероуглерода величина 4π ⋅ nβ должна быть больше также в
            381 раз, т.е. должна составлять 1,11. Этому значению по формуле (49) со-
            ответствует ε = 2,76 , что достаточно хорошо согласуется с эксперимен-
            тально найденной величиной ε = 2,64 .
                  Для диэлектриков с полярными молекулами (вода, спирты, эфиры и
            пр.) формула Клаузиуса – Мосотти не подтверждается опытом. Например,
            если бы для воды произвести такие же вычисления, какие были проведены
            для сероуглерода, то получилось бы 4π ⋅ nβ = 13,2 . Подставляя это значение
            в формулу (49), мы пришли бы к отрицательному значению ε . Между тем
            для воды опыт даёт ε = 81 .
                  Следует отметить, что уравнение (50), предложенное Дебаем,
            долгое время ошибочно применялось не только к полярным газам и к
            разведённым растворам, но и к полярным жидкостям, а также ко всем
            твёрдым диэлектрикам.
                  В настоящее время совершенно очевидно, что это уравнение
            нельзя применять для полярных жидкостей и для ряда твёрдых ди-


                                                                                      34

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com