С.М. Осадчий, Б.Г. Потапов, К.Д. Пилипенко
ФГУП «ВНИИФТРИ», Менделеево, Московская обл.
osm@vniiftri.ru
«Альманах современной метрологии» № 4 (12) 2017, стр. 15–42
УДК 536.5.081.3:53.081.6
Разработан акустический газовый термометр. Измерены частоты акустического и электромагнитного резонансов в квазисферическом акустическом резонаторе заполненным гелием 4He при температуре тройной точки воды. На основе полученных экспериментальных данных уточнено значение постоянной Больцмана
kB =1,3806505·10–23 Дж⋅К−1 с неопределённостью 1,4 млн–1 и универсальной газовой постоянной R = 8,3144715 Дж⋅моль-1·K-1 неопределённостью 1,4 млн–1.
Ключевые слова: квазисферический резонатор, гелий, универсальная газовая постоянная, постоянная Больцмана, акустическая газовая термометрия.
Цитируемая литература
1. Michael R. Moldover. Optimizing Acoustic Measurements of the Boltzmann Constant. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899-8360, USA (Published in Comptes Rendus Physique 10, 815-827 (2009).
2. Benedetto G., Gavioso R. M., Spagnolo R., Marcarino P., A Merlone. Acoustic measurements of the thermodynamic temperature between the triple point of mercury and 380K // Metrologia. 2004, v. 41, p. 74–98.
3. Moldover M. R., Trusler J. P.M., Edwards T.J., Mehl J.B., Davis R.S. Measurement of the Universal Gas Constant R Using a Spherical Acoustic Resonator // J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol, 1988. v. 93, p. 93–173.
4. Pitre L., Sparasci F., Truong D., Guillou A., Risegari L., Himbert M.E. Measurement of the Boltzmann Constant kB Using Quasi-Spherical Acoustic Resonator // Int. J. Thermophys, 2011, v. 32, p. 1825–1886.
5. Podesta M. Underwood R., Sutton G., Morantz P., Harris P., Mark D.F., Stuart F.M., Vargha G., Machin G. A low-uncertainty measurement of the Boltzmann constant // Metrologia, 2013, v. 50, p. 354–376.
6. Peter J. Mohr, David B. Newell, Barry N. Taylor, CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2014 (2015).
7. Moldover M.R., Gavioso R.M. , Mehl J.B., Pitre L., Podesta M., Zhang J.T. Acoustic gas thermometry // Metrologia, 2014, v. 51, p. R1–R19.
8. Pitre L. Determination of the boltzman constant constant k from the speed of sound in helium gas at the triple point of water // Metrologia, 2015, v. 52, p. S263–S273.
9. Gaviosso R.M. A determination of the molar gas constant R by acoustic thermometry in helium // Metrologia, 2015, v. 52, p. S274–S304.
10. James B Mehl Second-order electromagnetic eigenfrequencies of a triaxial ellipsoid // Metrologia, 2009, v. 46, p. 554–559.
11. Gaviosso R.M. Acoustic Gas Thermometry // 28th Meeting of the Consultative Committee for Thermometry (CCT), BIPM, 2017.
12. С.М. Осадчий, Б.Г. Потапов, К.Д. Пилипенко, Э.Г. Асланян, А.Н. Щипунов. Измерение постоянной Больцмана в квазисферическом акустическом резонаторе. Измерительная техника, №7, 2017г., с. 8-13.
13. James B. Mehl Acoustic Eigenvalues of a Quasispherical Resonator: Second Order Shape Perturbation Theory for Arbitrary Modes. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology Volume 112, Number 3, May-June 2007.
14. Astrov D.N., Korostin S.V., Polunin S.P. A valve for precise gas measurements. Instruments and Experimental Techniques, v. 37, p 509-510, 1994.
15. E.F. May, L. Pitre, J.B. Mehl, M.R. Moldover, J.W. Schmidt. Quasi-spherical cavity resonators for metrology based on the relative dielectric permittivity of gases // Review of scientific instruments, 2004, v. 75, p. 3307-3317.
16. В.Г. Кытин, Г.А. Кытин. Анализ формы частотных зависимостей акустического сигнала при определении термодинамической температуры. Измерительная техника, 2016, № 1, с 43-45.
17. J.B Mehl, M.R Moldover, L. Pitre. Designing quasi-spherical resonators for acoustic thermometry / // Metrologia, 2004, v. 41, p. 295–304.
18. Lin H. Improved determination of the Boltzmann constant using a single, fixed-length cylindrical cavity / X.J. Feng, K.A. Gillis, M. R. Moldover, J.T. Zhang, J.P. Sun, Y.Y. Duan // Metrologia, 2013, v. 50, p. 417.
19. Guianvarc’ C., Gavioso R.M., Benedetto G., Pitre L., Bruneau M. Characterization of condenser microphones under different environmental conditions for accurate speed of sound measurements with acoustic resonators // Review of scientific instruments, 2009, v. 80, p. 074901(1-10).
20. Sutton G., Underwood R., Pitre L., de Podesta M., Valkiers S. Acoustic Resonator Experiments at the Triple Point of Water: First Results for the Boltzmann Constant and Remaining Challenges // International Journal of Thermophysics, 2010, v. 31, p. 1310–1346.
21. Zhang J.T.Progress Toward Redetermining the Boltzmann Constant with a Fixed-Path-Length Cylindrical Resonator / H. Lin, X.J. Feng, J.P. Sun, K.A. Gillis, M.R. Moldover, Y.Y. Duan // Int. J. Thermophys, 2011, v. 32, р. 1297-1329.
22. Laurent Pitre, Dominique Jouin, Fernando Sparasci. Quasi spherical sphere VNIIFTRI
23. Сопроводительная документация к резонатору, 2015.
Статья в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.
Оформить подписку и купить печатные номера журнала у издателя.