Dielektrizitätskonstante: Gängige Materialien und Lösungen
Dielektrizitätskonstante gängiger Materialien
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Werkstoff |
Dielektrizitätskonstante |
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Luft |
1.00058986±0.00000050 |
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Ammoniak |
26, 22, 20, 17 (-80, -40, 0, +20 °C) |
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Kalzium-Kupfer-Titanat |
>250,000 |
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Kohlenstoffdisulfid |
2.6 |
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Beton |
4.5 |
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Konjugierte Polymere |
1,8-6 bis zu 100.000 |
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Diamant |
5.5-10 |
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Elektroaktive Polymere |
2-12 |
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Ethylenglykol |
37 |
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12.4 |
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10-15 |
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158.0-2.3 (0-21 °C) |
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175, 134, 111, 83.6 |
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Wasserstoffsuperoxyd |
128 wässrig-60 |
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Melaminharz |
7.2-8.4 |
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Methanol |
30 |
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Glimmer |
3-6 |
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Naturkautschuk |
7 |
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Papier, Druck |
1,4 (200 kHz) |
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Polyethylen/XLPE |
2.25 |
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2.1 |
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Pyrex(Glas) |
4.7 (3.7-10) |
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Salz |
3-15 |
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Saphir |
8,9-11,1 (anisotrop) |
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11.68 |
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Siliziumdioxid |
3.9 |
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7-8 (polykristallin, 1 MHz) |
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Silikongummi |
2.9-4 |
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Schwefelsäure |
84-100 (20-25 °C) |
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Vakuum |
1 |
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Wasser |
87.9, 80.2, 55.5 |
Anmerkung: Die oben genannten Dielektrizitätskonstanten wurden bei Raumtemperatur unter 1 kHz gemessen. [1]
Dielektrizitätskonstante von gängigen Lösungsmitteln
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Lösungsmittel |
Dielektrische Konstante |
Temperatur |
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Acetal |
3.7 - 3.9 |
298 K (25 °C) |
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Essigsäure |
6.2 |
293 K (20 °C) |
|
Aceton |
20.7 |
298 K (25 °C) |
|
Acetonitril |
37.5 |
293 K (20 °C) |
|
Acrylat |
2.1-3.9 |
298 K (25 °C) |
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Benzol |
2.3 |
298 K (25 °C) |
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Dichlormethan |
9.1 |
293 K (20 °C) |
|
Diethylether |
4.3 |
293 K (20 °C) |
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Dimethylformamid (DMF) |
36.7 |
298 K (25 °C) |
|
Ethanol |
24.3 |
298 K (25 °C) |
|
Ether |
4.3 |
293 K (20 °C) |
|
Fluor-Kältemittel R-12 |
2 |
298 K (25 °C) |
|
Fluorhaltiges Kältemittel R-22 |
2 |
298 K (25 °C) |
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Formamid |
109 |
293 K (20 °C) |
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Flüssiges Ammoniak |
17 |
273 K (0 °C) |
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Methanol |
32.7 |
298 K (25 °C) |
|
Nitromethan |
35.9 |
303 K (30 °C) |
|
Tetrahydrofuran (THF) |
7.6 |
298 K (25 °C) |
|
Wasser |
78.4 |
298 K (25 °C) |
Dielektrizitätskonstante: FAQs
1. Was ist die Dielektrizitätskonstante?
Die Dielektrizitätskonstante, auch bekannt als relative Dielektrizitätskonstante, misst die Fähigkeit einer Substanz, elektrische Energie in einem elektrischen Feld zu speichern. Sie vergleicht die Fähigkeit eines Materials, Ladungen im Vergleich zu einem Vakuum zu isolieren.
2. Wie wird die Dielektrizitätskonstante berechnet?
Sie wird bestimmt, indem man die Kapazität eines mit einer Substanz gefüllten Kondensators durch die Kapazität desselben Kondensators in einem Vakuum oder in Luft dividiert. Mathematisch wird sie ausgedrückt als ε = C/C₀, wobei ε die Dielektrizitätskonstante, C die Kapazität mit der Substanz und C₀ die Kapazität im Vakuum ist.
3. Sind Dielektrizitätskonstante und Durchschlagsfestigkeit dasselbe?
Nein, sie sind unterschiedlich. Die Dielektrizitätskonstante misst die Fähigkeit eines Materials, elektrische Energie zu speichern, während die Durchschlagsfestigkeit das maximale elektrische Feld angibt, dem ein Material standhalten kann, bevor es zu einem elektrischen Durchschlag kommt.
4. Warum ist die Dielektrizitätskonstante so wichtig?
Die Dielektrizitätskonstante ist in verschiedenen Bereichen von entscheidender Bedeutung, insbesondere bei der Bestimmung des Verhaltens von Materialien in elektrischen Feldern, bei der Konstruktion von Kondensatoren, beim Verständnis von Solvatationseffekten in der Chemie und bei der Analyse der Eigenschaften von Materialien in der Elektronik.
5. Was beeinflusst die Dielektrizitätskonstante?
Faktoren wie Molekülstruktur, Polarität und Wechselwirkungen zwischen Molekülen wirken sich erheblich auf die Dielektrizitätskonstante einer Substanz aus. Polare Stoffe haben in der Regel höhere Dielektrizitätskonstanten als unpolare Stoffe.
6. Kann die Dielektrizitätskonstante mit der Temperatur und dem Druck variieren?
Ja, die Dielektrizitätskonstante kann sich bei Temperatur- und Druckschwankungen ändern. Änderungen dieser Parameter können sich auf die molekularen Wechselwirkungen und damit auf die Fähigkeit einer Substanz auswirken, elektrische Ladung zu speichern.
7. Wie wirkt sich die Dielektrizitätskonstante auf die Solvatisierung aus?
Die Dielektrizitätskonstante beeinflusst die Fähigkeit eines Lösungsmittels, ionische Verbindungen aufzulösen. Lösungsmittel mit hoher Dielektrizitätskonstante eignen sich hervorragend zum Lösen von Salzen und polaren Molekülen, da sie Ionen trennen und stabilisieren können.
8. Was sind einige praktische Anwendungen der Dielektrizitätskonstanten?
Dielektrizitätskonstanten finden in verschiedenen Branchen Anwendung, z. B. in der Elektronik bei der Auslegung von Kondensatoren, in der Chemie bei der Auswahl von Lösungsmitteln, in den Materialwissenschaften zum Verständnis von Materialeigenschaften und bei der Untersuchung biomolekularer Wechselwirkungen.
Referenz:
[1] Relative Dielektrizitätskonstante. (2023, 23. November). In Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Relative_permittivity
