Equação de Clausius-Mossoti

A equação de Clausius–Mossotti, equação nomeada após o físico italiano Ottaviano-Fabrizio Mossotti, em um livro de 1850 analisar a relação entre a constante dieléctrica e do físico alemão Rudolf Clausius, que demonstrou sua fórmula em 1879, no contexto de índices de refração e não da constante dieléctrica. Por vezes, a fórmula também é usada na condutividade.

E t o t = E e x t e r n o + P 3 {\displaystyle \mathbf {E} _{tot}=\mathbf {E} _{externo}+{\frac {\mathbf {P} }{3}}}

Onde P {\displaystyle \mathbf {P} } é um vetor de polarização elétrica, como se conhece usualmente.

O fator que acompanha a P {\displaystyle \mathbf {P} } pode diferir de 1 3 {\displaystyle {\frac {1}{3}}} até que se tenha assumido que é a correta ordem de magnitude.

Para dieléctricos lineares,


P = N α ( E + P 3 ) {\displaystyle \mathbf {P} =N\alpha \left(\mathbf {E} +{\frac {\mathbf {P} }{3}}\right)}

( ϵ 1 ) E = N α ( E + ϵ 1 3 E ) {\displaystyle (\epsilon -1)\mathbf {E} =N\alpha \left(\mathbf {E} +{\frac {\epsilon -1}{3}}\mathbf {E} \right)}


( ϵ 1 ) ( ϵ + 2 ) = N α 3 {\displaystyle {\frac {(\epsilon -1)}{(\epsilon +2)}}={\frac {N\alpha }{3}}}

Onde N é o número de moléculas por unidade de volume e α {\displaystyle \alpha } é a polaridade molecular.

ϵ = ( 4 π χ + 1 ) {\displaystyle \epsilon =(4\pi \chi +1)} , substituindo a equação anterior:

χ = N α 1 4 π N α / 3 {\displaystyle \chi ={\frac {N\alpha }{1-4\pi N\alpha /3}}}

Como essa expressão foi derivada originalmente de valores com baixos valores de N, se adequa para materiais não polares, mas densos.

Referências

  • Konstantin Z. Markov, Elementary Micromechanics of Heterogeneous Media, Chapter 1 in the collection: Heterogeneous Media: Modelling and Simulation, edited by Konstantin Z. Markov and Luigi Preziosi, Birkhauser Boston, 1999, pp. 1–162.
  • Michael Pycraft Hughes, AC Electrokinetics: Applications for Nanotechnology, Nanotechnology 11, 2000, pp. 124–132.
  • J. Gimsa (2001): Characterization of particles and biological cells by AC-electrokinetics, in: A.V. Delgado (ed.) Interfacial Electrokinetics and Electrophoresis. Marcel Dekker Inc., New York, ISBN 0-8247-0603-X, pp. 369-400.