Низкочастотные диэлектрические параметры водных объектов в электрических полях различной напряженности

Об авторах:

Семихина Людмила Петровна , доктор физико-математических наук, директор центра «БИО и ПАВ», Тюменский государственный университет; semihina@mail.ru

Коровин Даниил Дмитриевич, инженер-исследователь кафедры прикладной и технической физики, Тюменский государственный университет; danil7b@mail.ru

Аннотация:

На примере воды в обычном, объемном состоянии, а также в связанном состоянии внутри сорбента из мелкого речного песка и капель водонефтяной эмульсии обосновывается, что диэлектрические параметры водных объектов в области частот менее 20 МГц существенно зависят не только от частоты, но и от напряженности электрического поля E, в котором эти параметры находятся. Изменение E на несколько порядков в данной работе обеспечивается использованием двух типов измерительных ячеек — конденсаторных (C-ячеек) и индуктивных (L-ячеек), а также измерительных приборов с разным принципом действия. Резкое изменение низкочастотных релаксационных процессов в обычном, объемном состоянии жидкой воды происходит при уменьшении Е до уровня, при котором в воде перестают возникать токи проводимости и мало влияет дальнейшее снижение Е. В случае связанного состояния воды на поверхности частиц песка в слишком слабых полях можно получить информацию о релаксационных процессах лишь для наиболее подвижной части ее молекул, а в очень больших полях, реализуемых в C-ячейках, наоборот, только о наиболее связанных молекулах в ее первых адсорбционных слоях. В то же время диэлектрические параметры водонефтяных эмульсий оказались чувствительными к наличию в них капель воды лишь в сильных электрических полях C-ячеек. Таким образом, в данной работе впервые выявляется, что чем сильнее взаимодействие воды с окружающими ее молекулами в объекте, тем при более высоких значениях E следует исследовать в нем низкочастотные релаксационные процессы диэлектрическим методом.

Список литературы:

1. Галль Л. Н. Особенности структурирования воды в биосистемах исходя из деэлькометрических измерений / Л. Н. Галль, С. В. Масюкевич, Н. Р. Галль // Биофизика. 2014. Том 59. Вып. 4. С. 649-655.

2. Зацепина Г. Н. Физические свойства и структура воды / Г. Н. Зацепина. М.: Изд-во Моск. гос. ун-та. 1998. 184 с.

3. Кесслер Ю. М. Вода: структура, состояние, сольватация. Достижения последних лет / Ю. М. Кесслер, В. Е. Петренко, А. К. Лященко и др. М.: Наука, 2003. 404 с.

4. Рассадкин Ю. П. Вода обыкновенная и необыкновенная / Ю. П. Рассадкин. М.: Галерея СТО. 2008. 840 с.

5. Рахманин Ю. А. Вода — космическое явление / Ю. А. Рахманин, В. К. Кондратов, Р. И. Михайлова и др. М.: Рос. акад. естеств. наук. 2002. 427 с.

6. Семихина Л. П. Диэлектрические и магнитные свойства воды в водных растворах и биообъектах в слабых электромагнитных полях / Л. П. Семихина. Тюмень: Тюмен. гос. ун-т. 2006. 164 с.

7. Семихина Л. П. Низкочастотная диэлькометрия жидкостей в слабых вихревых электрических полях / Л. П. Семихина: автореф. д-ра физ-мат. наук. Тюмень, 2006. 38 с.

8. Смит К. Дипольный момент, диэлектрические потери и молекулярные взаимодействия / К. Смит // Молекулярные взаимодействия / К. Смит; пер. с англ. под ред. Г. Райтчака, У. Орвилла-Томаса. М.: Мир, 1984. С. 306-343.

9. Эйзенберг Д. Структура и свойства воды / Д. Эйзенберг, В. Кауцман. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 280 с.

10. Robinson W. G. Water in Biology, Chemistry and Physics / W. G. Robinson, S. B. Zhu, S. Singh, M. W. Evans. Singapore: World Scientific, 1996. 509 p.