Температурные зависимости спектров диэлектрической проницаемости воды и водных растворов спиртов в области релаксации

• Автор: Кочеткова, Татьяна Дмитриевна
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. РАДИОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
СТРУКТУРЫ ПОЛЯРНЫХ ЖИДКОСТЕЙ (литературный обзор)
1Л .Радиофизические методы исследования электромагнитных характеристик материальных сред
1.2. Исследование структуры полярных жидкостей
радиофизическими методами
1.2.1. Современное представление о структуре полярных жидкостей
1.2.2. Структурные модели на основе эмпирических уравнений
1.2.3. Связь энтропии активации с электрофизическими характеристиками
1.3. Электрофизические характеристики воды, предельных одноатомных спиртов и их водных растворов
1.3.1. Дистиллированная вода
1.3.2. Спирты
1.3.3. Водные растворы спиртов
1.4. Постановка задачи
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРЕГУЛЯРНОГО МИКРОПОЛОСКОВОГО РЕЗОНАТОРА
2.1. Описание конструкции резонатора
2.2. Вычисление комплексной диэлектрической проницаемости
2.3. Расширение частотного диапазона
2.3.1. Набор резонаторов
2.3.2. Многомодовый режим
2.3.3. Перестраиваемый резонатор
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
З Л. Методика измерений
3.2. Описание установки
3.2.1. СВЧ тракт
3.2.2. Температурный блок
3.2.3. Автоматизированный измерительно-вычислительный
комплекс
3.2.4. Программный комплекс
3.3. Оценка погрешности измерений
3.4. Апробация установки
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПОЛЯРНЫХ ЖИДКОСТЕЙ
4.1. Чистые жидкости
4.2. Водные растворы метилового спирта
4.3. Водные растворы этилового спирта
4.4. Водные растворы изопропилового спирта
4.5. Структурные преобразования в водных растворах предельных
одноатомных спиртов
4.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследований. Изучение взаимодействия электромагнитного поля с веществом является одной из актуальных проблем современной радиофизики. Радиофизические методы исследования, к которым относятся спектроскопия, рефрактометрия, диэлькометрия и кондуктометрия широко применяются для измерения электромагнитных характеристик материальных сред. К достоинствам радиофизических методов относятся высокая скорость получения информации об объекте, позволяющая осуществлять непрерывный контроль; удобная форма представления информации в виде электрических сигналов, что обеспечивает связь с вычислительной техникой; возможность дистанционного наблюдения за процессами; небольшие размеры и вес первичных преобразователей; возможность как контактного, так и бесконтактного взаимодействия с исследуемым образцом. Они могут быть использованы для измерения электрофизических характеристик жидких кристаллов и биологических тканей, магнитных свойств ферритов, при дистанционном исследовании лесного покрова Земли, для диагностики радиоактивности и др. В настоящее время освоен широкий частотный диапазон электромагнитного излучения, однако, существуют «неудобные» области на стыках принципиально различающихся методов, например: с распределенными и сосредоточенными параметрами (метровый и дециметровый диапазоны), радиоволновые и оптические (крайне высокие частоты и инфракрасное излучение). В то же время именно в этих областях наблюдают-
необходимым и достаточным условием для формирования ориентационной поляризации. В отсутствии внешнего поля протонный беспорядок в воде дает статистически нулевой электрический момент. При наложении поля равновероятность нахождения протона в каждом из двух возможных положений нарушается, что приводит к возникновению электрического момента вещества, выделенного в направлении поля, и тем самым к возникновению диэлектрической поляризации.
1.3.2. Спирты
Спиртами называются соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп ОН, связанных с углеводородным радикалом. К предельным одноатомным спиртам относятся: метиловый спирт (метанол) - СН3ОН, этиловый спирт (этанол) - С2Н5ОН, изопропиловый спирт (пропанол-2) - Н3С— СНОН—СН3.
Таблица 1.1. Физические свойства спиртов.
Название Плотность, г/см3 Температура плавления, “С Температура кипения, “С
Метиловый (метанол) 0.7914 (68] 0.792 [70] 93.9 [68], -97 [70] 64.96 [68], 64.5 [69], 64 [70]
Этиловый (этанол) 0.7983 [68] 0.79 [69,701 -113.3 [68], -114.7[69],-117.3 [701 78.5 [68], 78.3 [69], 78 [
Изопропиловый (пропанол-2) 0.786 [70] -88 [70] 82.2 [70]
Все спирты легче воды (плотность ниже единицы). Температура кипения спиртов нормального строения повышается с увеличением молекулярной массы. Спирты нормального строения кипят при более высокой температуре, чем