Cтраница 1
Кистемакер [16] показал, что предложенная им формула, связывающая давление и температуру, в общем удовлетворяет этому условию в отличие от температурной шкалы 1937 г., несовершенство которой сказывается, по-видимому, вплоть до 3 5 К. [1]
Предложенные Кистемакером поправки могли быть также проверены методом магнитной термометрии. Предварительные результаты проверки были получены в Лейденской лаборатории и доложены на конференции по низким температурам в Кембридже в 1949 г. Эти результаты представлены на кривой фиг. Позже в Лейденской лаборатории были получены более точные результаты, которые приведены на фиг. [2]
В 1946 г. Кистемакер и Кеезом [14] с целью определения более точных значений вириальных коэффициентов исследовали изотермы газообразного гелия при температурах от 1 7 до 2 7 К, расширив таким образом область более ранних измерений Кеезома и Вальстра [17], ограничивавшихся пределом 2 6 К. Анализ этих результатов показал, что шкала 1937 г., по-видимому, ошибочна в этой области температур. Произведение величин р и и, экстраполированное к нулевой плотности, дает величину абсолютной температуры. Определенные таким образом величины Т оказывались всегда меньше, чем температуры, измеренные по давлению паров гелия в криостате. [3]
Величины L, вычисленные Кистемакером, заметно отличаются от экспериментальных значений вблизи 4 К, тогда как кривые, вычисленные Эриксоном и Робертсом, хорошо с ними согласуются. Эриксон и Роберте вычисляли величины y ( V) и dp / dT, точные до третьего коэффициента, в то время как при обычном способе расчета вириальная поправка представляется в виде степенного ряда относительно давления р с использованием лишь нескольких первых членов. [4]
Кривая дает поправки, предложенные Кистемакером. [5]
Пунктирная кривая соответствует поправке, предложенной Кистемакером. [6]
Системы Ван Убиша [2064], Рейндерса и Кистемакера [1680], Бейнона [186] и Моррисона [1448] снабжены ртутными затворами и позволяют оперировать образцами газа [790, 1399, 2194, 2195] и регулировать их давление. [7]
Проведенные позже, в 1946 г., измерения Кистемакера в температурной области между 1 3 К и Х - точкой хорошо согласовались с этими результатами. Результаты Кистемакера приведены на фиг. [8]
Проведенные позже, в 1946 г., измерения Кистемакера в температурной области между 1 3 К и Х - точкой хорошо согласовались с этими результатами. Результаты Кистемакера приведены на фиг. [9]
Сплошная линия - шкала, предложенная Кистемакером; пунктирная линия - шкала Блини и Симона 1939 г.; штрих-пунктирная линия-шкала Шмидта и Кеезома 1937 г.; Д - данные Казимира, Де-Клерка и Полдера, полученные методом магнитной термометрии. [10]
Точки получены усреднением данных, приведенных на фиг. Сплошная линия - зависимость между давлением р и температурой Т, установленная Эриксоном и Робертсом; пунктирная линия - поправки Кистемакера, обработанные для температур выше Х - точки Абрагамом, Осборном и Вейнштоком. [11]
Результаты хорошо совпадали, и для L0 было выбрано значение 59 50 дж / моль, которое несколько меньше значений, полученных Блини и Симоном или Кистемакером. [12]
Один из наиболее надежных методов определения термоди намических температур состоит в экстраполяции ( р - V) - изотерм газа к нулевому давлению или к нулевой плотности. При использовании этого метода требуется только правильно выбрать величину газовой постоянной R, необходимость же в использовании реперных температур отпадает. Возможная точность определения температуры этим методом ограничивается точностью измерений давления и объема и величиной флуктуации температуры газа. На основании данных, полученных этим методом, Кистемакером и Кеезомом [1] было высказано предположение, что температурная шкала, основанная на давлении насыщенных паров Не4 при температурах ниже 2 2 К, содержит серьезные ошибки. Последующие измерения давления насыщенных паров Не4, произведенные Кистемакером [2], а также измерения Эриксона и Робертса [3], которые пользовались методами магнитной термометрии, подтвердили это заключение и привели к выводу, что температурная шкала, основанная на давлении паров Не4, нуждается в поправках в более широком интервале температур. Эти последние данные, однако, были получены с помощью некоторой реперной температуры. [13]
Один из наиболее надежных методов определения термоди намических температур состоит в экстраполяции ( р - V) - изотерм газа к нулевому давлению или к нулевой плотности. При использовании этого метода требуется только правильно выбрать величину газовой постоянной R, необходимость же в использовании реперных температур отпадает. Возможная точность определения температуры этим методом ограничивается точностью измерений давления и объема и величиной флуктуации температуры газа. На основании данных, полученных этим методом, Кистемакером и Кеезомом [1] было высказано предположение, что температурная шкала, основанная на давлении насыщенных паров Не4 при температурах ниже 2 2 К, содержит серьезные ошибки. Последующие измерения давления насыщенных паров Не4, произведенные Кистемакером [2], а также измерения Эриксона и Робертса [3], которые пользовались методами магнитной термометрии, подтвердили это заключение и привели к выводу, что температурная шкала, основанная на давлении паров Не4, нуждается в поправках в более широком интервале температур. Эти последние данные, однако, были получены с помощью некоторой реперной температуры. [14]
Капилляр обмотан нихромовым нагревателем; изменение температуры капилляра а следовательно, и потока через него позволяет контролировать скорость потока. Вязкость газа возрастает с увеличением температуры, и при нагревании капилляра от комнатной температуры до 500 поток через натекатель может быть снижен примерно в 5 раз. Благодаря молекулярному режиму натекания, преобладающему на одном конце таких натекателей, скорость молекул у этого конца обратно пропорциональна корню квадратному из молекулярного веса; таким образом, имеется тенденция к концентрированию более тяжелых молекул на стороне с более высоким давлением и к обратной диффузии в баллон. Этот эффект появляется даже при измерении относительной распространенности изотопов. Он может вызвать изменение состава газа в баллоне во времени. Ошибки, вызываемые этим явлением, могут быть исключены конструированием натекателей, отделенных от баллона длинной капиллярной трубкой. Капиллярная трубка увеличивает скорость потока образца газа на входе в натекатель и предотвращает обратную диффузию, исключая тем самым изменение состава газа в баллоне вследствие фракционирования, которое происходит в месте сужения. Таким образом, поток компонентов смеси через натекатель пропорционален их концентрации в баллоне. Однако ничто не может исключить фракционирование, возникающее у конца натекателя со стороны ионизационной камеры, где система откачки масс-спектрометра удаляет каждый компонент со скоростью, обратно пропорциональной квадратному корню из его массы. Поэтому для превращения измеряемых ионных пучков в аналитические величины измеренные высоты пиков должны быть умножены на ряд коэффициентов, обратно пропорциональных корню квадратному из массы молекул. Боуэр-бум и Тасман [243], а также Кистемакер [1122, 1124] рассмотрели эффекты фракционирования, возникающие при использовании вязкостных натекателей, и показали, что постоянные времени подобных натекателей могут быть большими. Вследствие этого измерения, сделанные непосредственно после введения образца в баллон, могутбыть ошибочными. Изменения состава образца, вытекающего из баллона, достаточно для воздействия на точность особо точных измерений, проводимых в течение одного часа. [15]