Desarrollo de un patrón termométrico basado en la solidificación del estaño

La temperatura es una de las magnitudes más importantes en la ciencia, la tecnología y la industria. Aunque su definición teórica está dada por de las leyes de la termodinámica y la mecánica estadística, debido a su importancia, su realización práctica está estandarizada a través de la escala internacional de temperatura de 1990 (ITS-90). Esta escala se basa en la transición de fase de varias sustancias puras, ya que estos procesos se dan isotérmicamente. Las transiciones de fase se realizan en artefactos diseñados para optimizar el contacto de las fases en equilibrio, conocidas como celdas de punto fijo. En esta tesis se diseñó, construyó y evaluó una celda de punto fijo para reproducir la solidificación del estaño de acuerdo a los requisitos de la ITS-90. El diseño se realizó considerado los efectos térmicos que surgen de la interacción entre el horno y la celda a través del modelamiento numérico de los fenómenos de transferencia de calor que ocurren durante el cambio de fase usando el método de los elementos finitos. La construcción se llevó a cabo buscando reducir la incertidumbre de medición debida a la influencia de las impurezas. La calidad del diseño y la construcción de la celda se evaluó a través de la variabilidad a corto y largo plazo en la reproducción de las curvas de solidificación obteniendo una influencia menor al 5% de la incertidumbre total de medición. La incertidumbre estimada en la reproducción del punto de solidificación del estaño fue de 4.0 mK (κ=2) y se demostró que las mediciones son comparables con patrones trazables internacionalmente.

• Autores: Carvajal Perdomo, Sergio Andrés
• Fecha de publicación: 2020
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/77351
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/77351; http://bdigital.unal.edu.co/75031/
• Palabra clave: Temperatura; ITS-90; Modelamiento; Incertidumbre; Metrología; Efectos térmicos; Temperature; Modelling; Uncertainty; Metrology; Thermal effect
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional