Государственный первичный специальный эталон единицы удельной теплоёмкости твёрдых тел в диапазоне температур от 2 до 300 К ГЭТ 79-2020

Показана необходимость и актуальность прецизионных измерений удельной теплоёмкости существующих и новых синтезируемых веществ и твёрдых материалов при низких температурах. Представлены устройство, принцип работы и результаты метрологических исследований Государственного первичного специального эталона единицы удельной теплоёмкости твёрдых тел в диапазоне температур от 2 до 300 К ГЭТ 79-2020. В состав ГЭТ 79-2020 включены разработанные базовый дроссельный криостат и ячейка для измерения удельной теплоёмкости, обеспечивающие эффективное и быстрое охлаждение измеряемого образца и уменьшение неконтролируемых потоков теплоты при измерении теплоёмкости. Диапазон воспроизведения единицы удельной теплоёмкости твёрдых тел ГЭТ 79-2020 составляет 0,03–718 Дж/(кг·К), диапазон температур 2–300 К. Описан метод измерений удельной теплоёмкости с применением разработанной ячейки. Исследованы метрологические характеристики ГЭТ 79-2020, рассчитан бюджет неопределённости измерений при воспроизведении единицы удельной теплоёмкости твёрдых тел. Полученные результаты расширяют температурный диапазон измерений и позволяют увеличить парк рабочих эталонов (мер) для средств измерений теплоёмкости, поверяемых с помощью ГЭТ 79-2020. 

1. Пауков И. Е., Ковалевская Ю. А., Киселева И. А., Шурига Т. Н. Теплоёмкость и термодинамические свойства природного биотита в интервале 5,7–300 K // Исследовано в России: электронный научный журнал. URL: http://www.elibrary.lt/resursai/Uzsienio%20leidiniai/MFTI/2006/066.pdf (дата обращения: 17.02.2023).

2. Наумов В. Н., Тагаев А. Б., Мусихин А. Е. Плотность фононных состояний твёрдых тел из экспериментальной теплоёмкости // Вестник НГУ. Серия: Физика. 2012. Т. 7. № 3. С. 102–113.

3. Рехвиашвили С. Ш. Теплоёмкость твёрдых тел фрактальной структуры с учётом ангармонизма колебаний атомов // Журнал технической физики. 2008. Т. 78. № 12. С. 54–58.

4. Саламатов Е. И., Таранов А. В, Хазанов Е. Н., Чарная Е. В., Шевченко Е. В. Транспортные характеристики фононов и теплоёмкость монокристаллов твёрдых растворов Y2O3:ZrO2 // ЖЭТФ. 2017. Т. 52. Вып. 5(11). С. 910–917. URL: http://jetp.ras.ru/cgi-bin/dn/r_152_0910.pdf (дата обращения: 17.02.2023).

5. Богданов В. Д., Симдянкин А. А., Назаренко А. В. Исследование теплофизических свойств дальневосточного трепанга при замораживании // Вестник АГТУ. Сер. Рыбное хозяйство. 2016. № 4. С. 145–152.

6. Парамонова В. А., Кудрявцев В. Н. Оценка теплофизических характеристик арахисового сырья // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». 2015. № 2. С. 98–111.

7. Денисова Л. Т., Чумилина Л. Г., Денисов В. М. Теплоемкость оксидных соединений систем оксид бария – оксид железа и оксид кальция – оксид висмута // Журнал Сибирского федерального университета. Химия. 2013. № 6(3). С. 299–302.

8. Мешалкин В. П., Бобков В. И., Дли М. И., Гарабаджиу А. В., Панченко С. В., Орехов В. А. Экспериментальные исследования физико-химического процесса нагревания рудных фосфоритов // Российский химический журнал. 2022. Т. 66. № 3. С. 13–22.

9. Желнин М. С., Плехов О. А., Семин М. А., Левин Л. Ю. Численное решение обратной задачи определения объёмной теплоёмкости породного массива в процессе исскуственного замораживания // Вестник ПНИПУ. Механика. 2017. № 4. С. 56–75. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2017.4.05

10. Хольшев Н. В., Лавренченко А. А., Прохоров А. В., Коновалов Д. Н. Методика теплового расчёта автомобильных дисковых тормозных механизмов // Вестник гражданских инженеров. 2020. № 4(81). С. 203–208. https://doi.org/10.23968/1999-5571-2020-17-4-203-208

11. Петухов А. А., Потапов Б. Г., Кытин В. Г., Юров Л. В., Асланян Э. Г., Щипунов А. Н. Государственный первичный специальный эталон единицы теплопроводности твёрдых тел в диапазоне температур от 2 до 300 К ГЭТ 141-2020 // Измерительная техника. 2022. № 9. С. 3–7. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-9-3-7

12. Кытин В. Г., Гавалян М. Ю., Петухов А. А., Потапов Б. Г., Ражба Я. Е., Асланян Э. Г., Щипунов А. Н. Государственный первичный эталон единицы температуры – кельвина – в диапазоне от 0,3 до 273,16 К ГЭТ 35-2021: реализация нового определения единицы температуры // Измерительная техника. 2021. № 8. С. 8–15. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-8-8-15

13. Гавалян М. Ю., Кытин В. Г. Конструкция акустического газового термометра в диапазоне от 79 до 273,16 К // Альманах современной метрологии. 2021. № 4(28). С. 28–34.