Celda Del Punto Triple

GUIA NORMA PARA EL USO DE AGUA PUNTO TRIPLE CELLS1

El punto triple del agua es un importante punto fijo termométrico común para la definición de dos escalas de temperatura de la ciencia y la tecnología, la termodinámica Keivin escala de temperatura (KTTS) y la Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90). El SU-90 fue diseñado para ser tan cerca de los KTTS como los datos experimentales disponibles en el momento de la adopción de la ITS-90 permitiría. Las temperaturas (T) sobre los KTTS se define asignando el valor 273,16 K hasta el punto triple del agua, definiendo así la unidad de temperatura termodinámica, Kelvin (K), como 1/273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua (1,2) 0,2 El punto triple del agua, uno de los puntos fijos utilizados para definir la ITS-90, es la temperatura a la que las relaciones de resistencia W (T) = R (T) / R (273.16K) de los estándares de resistencia de platino (SPRT termómetro) las calibraciones se refiere.

Los puntos triples de diversos materiales (donde tres equilibrio) tienen presiones y temperaturas fijas y son altamente reproducibles. De los puntos fijos ITS-90, seis puntos triples. El punto triple del agua es uno de los más precisión de realización de los puntos que definen fijos de la ITS-90; bajo las mejores condiciones, puede ser realizado con una incertidumbre expandida (k = 2) de menos de - + 0,00005. En comparación, es difícil de preparar y utilizar un baño de hielo con una incertidumbre expandida (k = 2) de menos de + 0,002 K _ (3).

1. Alcance

1,1 Esta guía cubre la naturaleza de dos comerciales de agua del punto triple células (tipos A y B, véase la fig. 1) y proporciona un método para la preparación de la célula para realizar el agua del punto triple y calibrar termómetros. Las pruebas para asegurar la integridad de una célula cualificada y de las células aún no se ha clasificado se dan. Precauciones de manipulación de la célula para evitar la rotura también se describen.

1,2 El efecto de la presión hidrostática sobre la temperatura de una celda de punto triple del agua se discute.

1,3 Procedimientos para ajustar las lecturas de SPRT observó resistencia para los efectos de auto-calentamiento y la presión hidrostática se describen en el Apéndice X1 y X2 Apéndice.

1.4 Esta norma no pretende dirigir todas las inquietudes sobre seguridad, si los hay, asociados con su uso, es responsabilidad del usuario de la norma establecer prácticas apropiadas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso.

2. Documentos de referencia

2.1 Normas ASTM: 3

E344 Terminología relacionada con Termometría e Hydro entrada

E1594 Guía para la Expresión de la temperatura

3. Terminología

3.1 Definiciones Las definiciones-dar en la terminología

E344 se aplican a los términos utilizados en esta guía.

3.2 Definiciones de términos específicos de esta norma:

3.2.1 masa fundida interior, na delgada capa continua de agua entre los termómetros así y el manto de hielo de un punto triple del agua celular.

3.2.2 Temperatura de referencia, n-la temperatura de un estado de equilibrio de fase de una sustancia pura a una presión determinada, por ejemplo, la temperatura asignada de un punto fijo.

3.2.2.1 Discusión-En un estado de equilibrio de tres fases de una sustancia, es decir, el punto triple, tanto la temperatura y la presión son fijos.

4. Importancia y uso

4,1 Esta guía describe un procedimiento para la colocación de un punto triple del agua celda en servicio y para su uso como una temperatura de referencia en la calibración del termómetro.

4,2 La temperatura de referencia alcanzarse es el de un estado fundamental de agua pura, el equilibrio entre coexistente sólido, líquido, y las fases de vapor.

4,3 La célula está sujeto a la calificación, pero no a la calibración.

La célula puede ser calificada como capaz de representar el estado fundamental (véase el punto 4.2), en comparación con un banco de células similares cualificados de la historia conocida, y podría serlo en caso y las cualificaciones documentadas por el fabricante.

4,4 La temperatura que ha de atribuirse a un agua cualificada del punto triple célula es exactamente 273,16 K en la ITS-90, a no ser corregido para la composición isotópica (véase el Apéndice X3).

4.5 Continuación precisión de una célula calificado depende de la integridad física sostenida. Esto puede ser verificada por técnicas descritas en la sección 6.

4,6 El puntiaguda triples comercialmente disponible de células de agua descritas en esta norma son capaces de alcanzar una incertidumbre expandida (k = 2) de entre + - 0,1 mK y + - 0,05 mK, dependiendo del método de preparación. Especificados los procedimientos de medición se deben seguir para alcanzar estos niveles de incertidumbre.

4,7 comercialmente disponible punto triple del agua de las células desconocidos composiciones isotópicas debe ser capaz de lograr una incertidumbre expandida (k = 2) de no mk mayor que 0,25, dependiendo de la composición isotópica real (3). Estos tipos de células son aceptables para su uso en este valor mayor de incertidumbre.

5. Aparato

5,1 Las características esenciales de tipo A y de tipo B células de agua del punto triple se muestran en la fig. 1. Un matraz de vidrio transparente, libre de material soluble se llena de puro, el aire libre de agua y luego se sella permanentemente libre de aire, a la presión de vapor del agua. Un bien reentrante en el eje del matraz recibe termómetros que van a ser expuestos a la temperatura de referencia.

5,2 Para el nivel baja de incertidumbre, el agua utilizada como medio de referencia será muy pura y de la composición isotópica conocida. A menudo se destila directamente en la célula. La composición isotópica de células llenas de "agua de lluvia" se espera que no varían lo suficiente como para causar más de 0,05 mk diferencia en sus puntos triples. Las variaciones extremas en la composición isotópica, como entre el agua de mar y agua de hielo polar de edad, puede afectar la temperatura se dio cuenta de hasta un 0,25 mK (7). En los casos en que la composición isotópica es desconocido, o si la célula no ha sido calificado por comparación con una célula de conocer la composición isotópica, el mayor valor de certeza de las Naciones Unidas (+ -0,25 mK) debe ser asumida.

5,3 Para el uso, una parte del agua se congela dentro de la célula a partir de una capa de hielo que rodea el pozo y controla su temperatura.

5,4 La temperatura del punto triple del agua realizado en una celda es independiente del medio ambiente fuera de la célula, sin embargo, para reducir la transferencia de calor y mantener el manto de hielo de fusión rápida, es necesario reducir al mínimo el flujo de calor entre la célula y su inmediata ambiente. Esto se puede realizar mediante la inmersión de la célula en un baño de hielo que mantiene la longitud completa de la pared celular externa en o cerca del punto de fusión del hielo. Alternativamente, comerciales baños de mantenimiento automático, construido específicamente para este propósito, están disponibles. En tales baños, el punto triple del agua de equilibrio de la célula, una vez establecido, se puede mantener durante muchos meses de uso continuo. Para evitar la transferencia de calor de radiación a la célula y para el termómetro, la superficie exterior de la bañera de mantenimiento se hace opaca a la radiación.

6. Aseguramiento de la integridad

6,1 La temperatura alcanzada dentro de una celda de punto triple del agua es una propiedad intrínseca de las fases sólida y líquida de agua bajo su propia presión de vapor. Si las condiciones del agua de triple punto se cumplen, la temperatura alcanzada dentro de la célula es más reproducible que las medidas que pueden de la misma.

6,2 La precisión de la realización de la agua de triple punto de temperatura con una célula calificado depende de la integridad física de la junta y de las paredes de la celda de vidrio y de su capacidad para excluir el aire del medio ambiente y los contaminantes.

6,3 integridad física inicial y continuado se confirma por los procedimientos siguientes:

6.3.1 Ensayo para la presencia de aire:

6.3.1.1 Retire todos los objetos del termómetro también.

6.3.1.2 La solubilidad y la presión de aire a 101325 Pa menor la temperatura de equilibrio de hielo / agua 0,01 ° C por debajo de la temperatura del punto triple. Puesto que el aire es más soluble en agua a temperaturas más bajas, la prueba de aire se realiza a temperatura ambiente. La prueba es menos definitiva cuando se realiza en una celda fría. A temperatura ambiente, con la célula inicialmente en posición vertical y la abertura hacia arriba, así, poco a poco invertido la célula. Como el eje de la célula pasa a través horizontal y como el agua dentro de la célula golpea el extremo de la célula, un fuerte "vidrioso clink" sonido debe ser escuchado. Los resultados de los sonidos distintivos de la caída repentina de vapor de agua y el "golpe de ariete" golpear la celda de cristal. Cuanto menor sea la cantidad de aire, el sonido más agudo el tintineo; una gran cantidad de aire amortigua la acción de martillo de agua y el sonido es más débil.

6.3.1.3 Con un tipo de célula A, continuar para inclinar la célula para hacer una prueba de tipo McLeod de calibre hasta que el vapor (aire saturado de agua) de burbuja está completamente capturado en el espacio provisto en el mango. La burbuja de vapor debe ser comprimido a un volumen

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