Электропроводность жидкости Закон Вальдена

Устанавливает связь между электропроводностью жидкости и ее вязкостью.

Вязкость жидкости проявляется при ее течении. В широком представлении вязкость это сопротивление сдвигу слоев жидкости относительно друг друга, она определяется внутренним трением. А внутреннее трение, в свою очередь зависит от температуры, таким образом необходимо установить теоретическую связь между вязкостью, температурой и энергией активации.

Возьмем две бесконечные параллельные пластины с расстоянием между ними d. Между ними слой жидкости. Пусть нижняя пластина подвижна, а верхняя сдвигается по оси X под действием силы F со скоростью V.

(1) (2)

Напряжение сдвига t при такой процедуре согласно второму закону Ньютона для жидкостей:

, (3) где h - коэффициент вязкости жидкости.

Сделаем d равным толщине одного слоя жидкости, равный размеру молекул.

(4) (5)

То усилие, которое необходимо приложить для того, чтобы сдвинуть слой жидкости со скоростью V зависит от размеров молекул и напряжения сдвига и определяется по эмпирической формуле (5).

Подставим (5) в (3):

(6) . ; ;

(7) ; .

; т.к. или .

; ; ; .

Для большинства жидкостей использующихся как диэлектрик в кабельной промышленности, а так же для всех полярных диэлектриков имеем следующее:

; тогда - закон Вальдена только для пол. жидкос.

Закон Вальдена: произведение удельной проводимости на коэффициент вязкости является величиной постоянной.

В широком диапазоне температур, когда концентрация также начинает зависеть от температуры закон Вальдена может нарушаться. Кроме того, если структура жидкости такова, что энергия активации иона и молекулы различны, то закон Вальдена также может нарушаться.