Потенциальная энергия и потенциал Электрическая емкость

Задачи дисциплины: освоение общего представления о современных прогрессивных технологиях преобразования тепловой энергии; изучения достижений науки и техники в области регенеративных и теплофикационных цик-лов на основе изучения газовых законов, законов термодинамики и процессов изменения их состояния с использованием переменной теплоемкости и табличных методов;

Индуцированный электрический момент молекулы

где α - поляризуемость молекулы (αе+αа, где αе - электронная пoляpизyeмость; αа - атомная пoляpизyeмость).

Связь диэлектрической восприимчивости с поляризуемостью молекулы

æ/(æ+3)=αn/3

где п - концентрация молекул.

Уравнение Клаузиуса - Мосотти

 или

где М - молярная масса вещества; ρ - плотность вещества.

Формула Лоренц-Лорентца

 или

где п - показатель преломления диэлектрика; αe- электронная поляризуемость атома или молекулы. Ориентационная поляризуемость молекулы

где р - электрический момент молекулы; - постоянная Больцмана; Т - термодинамическая температура.

Формула Дебая - Ланжевена

 или .

В первом случае диполь будет повертываться под действием сил поля. Следовательно, работа внешних сил при этом отрицательна. Во втором случае поворот может быть произведен только под действием внешних сил, и, следовательно, работа внешних сил при этом положительна. Работу, совершаемую при повороте диполя, можно вычислять двумя способами: 1) непосредственно интегрированием выражения элементарной работы; 2) с помощью соотношения между работой и изменением потенциальной энергии диполя в электрическом поле.

Пример. Три точечных заряда Ql Q2 и Q3 образуют электрически нейтральную систему, причем Ql=Q2= 10 нКл. Заряды расположены в вершинах равностороннего треугольника. Определить максимальные значения напряженности Еmах и потенциала φmах поля, создаваемого этой системой зарядов, на расстоянии r= 1 м от центра треугольника, длина а стороны которого равна 10 см.

Пример. В атоме йода, находящемся на расстоянии r=1 нм от альфа-частицы, индуцирован электрический момент р= 1,5*10-32 Кл·м. Определить поляризуемость α атома йода.

Пример. Жидкий бензол имеет плотность ρ=899 кг/м3 и показатель преломления п= 1,50. Определить: 1) электронную поляризуемость αе молекул бензола; 2) диэлектрическую проницаемость ε паров бензола при нормальных условиях.

В полученное выражение входит молярная масса М бензола. Найдем ее. Так как химическая формула бензола C6H6, то относительная молекулярная масса Мr=6·12+6·1=78. Следовательно, молярная масса M=78·10-3 кг/моль.

Напряженность и потенциал поля диполя. Электрический момент диполя

Контрольная работа № 1. 1. Мгновенные скорости и ускорения. Кинематические схемы бытовых устройств. 2. Момент силы. Момент инерции, момент количества движения. Уравнение динамики вращательного движения. 3. Силы развиваемые в центробежных устройствах (соковыжималки, стиральные машины). 4. Работа переменной силы. Потенциальная и кинетическая энергии, мощность. Мощность бытовых устройств. 5. Элементы теории относительности. Преобразования пространственных и временных промежутков. Взаимосвязь массы и энергии. 6. Погрешности прямых и косвенных измерений 7. Закон Гука. Упругие и прочностные свойства материалов.
Поляризация диэлектриков