Trojný bod vody

Pevné body, někdy nazývané vnitřní standardy, se používají k definici mezinárodní teplotní stupnice z roku 1990 (ITS-90). Nejběžněji používaný pevný bod je trojný bod vody.

Proč používat trojný bod vody?

Určitě jste slyšeli, že primární standardy jsou drahé a je složité je použít. Ale už jste slyšeli, že je i výjimka? Že je to trojný bod vody (TBV)?

Není nic méně nákladného a snadněji použitelného mezi primárními standardy než TBV.

Pevné body, někdy nazývané vnitřní standardy, se používají k definici mezinárodní teplotní stupnice z roku 1990 (ITS-90).

Nejběžněji používaný pevný bod je trojný bod vody (TBV), který se používá k vytvoření tepelné rovnováhy mezi třemi fázemi čisté vody: kapalnou, pevnou a plynou. Tato tepelná rovnováha nastává při teplotě 273,16 Kelvina, nebo 0.01 °C.

Pokud používáte odporové teploměry, trojný bod vody je vaším nejdůležitějším nástrojem, protože specifikuje interpolace rovnice ITS-90. Odporový teploměr je založený na poměru rezistence uvedeného jako W (t) = R (t) / R (0,01 °C), což vyžaduje, abyste prováděli měření odporu vašeho teploměru pomocí TBV často.

Přímé měření R (0,01 °C) v TBV snižuje většinu chyby způsobené nestabilitou teploměru.

Trojný bod vody Fluke je válcová buňka z borosilikátového skla naplněné vodou a má tedy vlastnost teplotního zdroje. Voda v buňce má vysokou čistotu, neobsahuje plyn a má izotopické složení mořské vody. Teplotní rovnováha je měřena na rozhraní kapalina-pevná látka v okolí teploměru.

 

Trojný bod vody není jediným prostředkem k dosažení referenční teploty v blízkosti 0 °C.

Alternativou jsou ledové lázně. Jsou-li provedeny správně, produkují teplotu 0,0 °C.

Ledové lázně lze vyrobit umístěním rozsekaného ledu do Dewarovy nádoby. Baňka by měla být 36 cm hluboká a 8 cm v průměru. Vnějšek baňky by měl být pokryt s nějakým typem vodotěsné pásky a poté vložen do vhodného kovového pouzdra. Přidá se jemně nasekaný led a destilovaná voda a obsah baňky se ponechá dosáhnout konstantní teploty. Chcete-li snížit vertikální nebo radiální teplotní gradienty, musí destilovaná voda vyplnit všechny štěrbiny mezi kousky ledu. Kousky ledu by měly být 2 až 5 mm v průměru a musí být bez jakýchkoli nečistot.

Jak je patrno z uvedeného postupu, připravit ledovou lázeň je relativně snadné a levné. Ledové lázně mají nicméně několik omezení. Jsou to především gradienty teploty v celém prostoru lázně, potenciální problémy čistoty, problémy s opakovatelností a odchylky dané individuální konstrukcí a použité měřící techniky.

Obtížnost použití ledové lázně vedlo k zahrnutí trojného bodu vody do ITS-90. TBV je pak řešením mnoha problémů ledových koupelí. Vysoce čistou vodou v uzavřené buňce jsou eliminovány obavy z kontaminace.

Trojný bod vody

TBV pracuje bez vlivu atmosférického tlaku a vlivu operátora na tepelnou rovnováhu.

Buňky TBV jsou sice křehké a musí s nimi být zacházeno opatrně. Nicméně jsou levné a přinášejí jistotu v přesnosti a opakovatelnosti měření.

Nová konstrukce buňky Fluke s širším otvorem v horní části zásuvné jímky a gumový tlumič přináší mnohem pohodlnější používání než kdy jindy.

Trojný bod vody je základním kalibračním nástrojem pro mnoho laboratoří, kde je třeba stanovit vlastnosti platinových odporových teploměrů vyžadujících stanovení velikosti odporu na 0,01 °C.

TBV je používán pro pravidelnou kontrolu pro certifikační teploměry.

TBV Fluke dosahují rozšířené nejistoty 0.0001 °C nebo lepší a stojí méně než 25 000 Kč.

Asi není lepší volby při kalibraci teploty.