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挪威和英国科研人员发现水的极化可以在热作用下实现 |
发布时间:2016-03-30 |
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本报讯 挪威和英国科研人员发现,在建立固定温度差的情况下,水可以被极化,并可在水中形成强度高达每米108伏特的电场。有关专家指出,这一科研成果在生物细胞学研究方面具有重要价值。相关研究成果刊登在近期出版的《物理学评论快报》上。
众所周知,在两种介质(金属)组成的回路中,如果使两个接触点的温度不同,在回路中将会出现电流,这种现象称为塞贝克(Seeback)效应。但这里所指的是非均匀介质,如果是均匀介质,系统回路中将不会产生电流。
但如果在电介质中建立温度梯度,会发生什么结果?在这种情况下电荷的自由载体是不存在的,也就不可能存在电流。然而,挪威和英国的科研人员发现了电介质的极化效应,这种效用表明,可以把电介质分子看作是小的偶极子,在电介质中形成温度差时,偶极分子发生定向极化,偶极矩指向温度低的方向排列。
研究人员是通过理论计算获得上述结果的。在理论模型计算中,研究人员使用了不均匀热动力学设备,同时为了简化对水性质的描述,使用了著名的有心力模型来代替水。
研究人员将研究的对象或者系统定义为一个长方形盒子,在两个盒子里各有1280个和3240个水分子,利用恒温器在盒子的水平方向建立温度递减梯度,并使两个盒子中的水处于1400个大气压下。
计算结果表明,在每米1010k(k指绝对温度)的温度梯度下,可以在水中产生每米108伏特的电场。针对上述结论,研究人员认为,任何与外界环境处于非平衡的热动力系统,总是企图找到稳定的状态,由于电介质的极化,在热扩散的情况下,整个系统变成了阻力,以达到补偿温度在系统内部的非均匀分布。
研究人员认为,如果建立每米108k的温度梯度,将产生强度为106伏特的电场,而这种新发现对生物细胞的研究具有重要价值。
文章出处:科技日报 |
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