ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСТР 8.1022— 2023
Государственная система обеспечения единства измерений
ВОДОРОД И ЕГО ИЗОТОПЫ
Поверхностное натяжение
Издание официальное
Москва Российский институт стандартизации 2023
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы» (ФГБУ «ВНИИМС»)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 180 «Государственная служба стандартных справочных данных»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 февраля 2023 г. № 40-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
© Оформление. ФГБУ «Институт стандартизации», 2023
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
II
ГОСТ Р 8.1022—2023
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственная система обеспечения единства измерений
ВОДОРОД И ЕГО ИЗОТОПЫ
Поверхностное натяжение
State system for ensuring the uniformity of measurements.
Hydrogen and its isotopes. Surface tension
Дата введения — 2023—12—01
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает стандартные справочные данные (ССД) поверхностного натяжения водорода и его изотопов в диапазоне температур от тройной точки до 0,97 от критической.
Настоящий стандарт распространяется на ССД водорода и его изотопов (Н2, D2, Т2, HD, НТ, DT).
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:
ГОСТ 34100.3 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения. Дополнение 2. Обобщение на случай произвольного числа выходных величин
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Метод определения поверхностного натяжения изотопов водорода
Поверхностное натяжение о — термодинамическая характеристика поверхности раздела двух находящихся в равновесии фаз, определяемая работой обратимого изотермокинетического образования единицы площади этой поверхности раздела при условии, что температура, объем системы и химические потенциалы всех компонентов в обеих фазах остаются постоянными.
В рамках квантово-механического закона соответственных состояний выражение для безразмерного поверхностного натяжения представлено в виде
а* = а (кТкГ'13 Рг213 = <>о (1 - ТУ (1 + пТ). (1)
где к — постоянная Больцмана;
Тк — критическая температура;
Издание официальное
рк — давление в критической точке, т =77ТК;
Т — температура.
Параметры о0, ц, п являются функциями квантово-механического критерия Л:
Л = hm~V2 (кТк)~516 рк-1/3,
о0 = 10,474 - 9,3841 Л + 3,6241 Л2 - 0,50449 Л3,
ц= 1,265+ 0,079 Л,
п = 0,110 + 0,75 Л,
где h — постоянная Планка;
m — масса молекулы.
Значения ТК, рК, Л молекулярных соединений изотопов водорода приведены в таблице 1.
Таблица 1 — Значения критических параметров и критерия Л для изотопов водорода
Вещество | пТ2 | DT | oD2 | пО2 | НТ | HD | пН2 | рн2 |
Тк,К | 40,44 | 39,42 | 38,26 | 38,35 | 37,13 | 35,90 | 33,24 | 32,98 |
рк, МПа | 1,850 | 1,773 | 1,650 | 1,665 | 1,570 | 1,484 | 1,297 | 1,294 |
Л | 0,418 | 0,461 | 0,515 | 0,516 | 0,520 | 0,605 | 0,756 | 0,760 |
Оценка погрешностей определяется в соответствии с ГОСТ 34100.3.
Средняя квадратическая погрешность аппроксимации критерия Л составляет 0,96 %. Максимальное отклонение — 1,2 %.
Стандартные справочные значения поверхностного натяжения изотопов водорода и его орто-па-рамодификаций приведены в таблице 2.
Таблица 2 — Стандартные справочные значения поверхностного натяжения о, 103, Н/м изотопов водорода
Т, К | рН2 | пН2 | HD | НТ | oD2 | nD2 | DT | nT2 |
14 | 2,952 | 2,990 | — | — | — | — | — | — |
15 | 2,791 | 2,830 | — | — | — | — | — | — |
16 | 2,628 | 2,667 | — | — | — | — | — | — |
17 | 2,463 | 2,502 | 3,377 | — | — | — | — | — |
18 | 2,295 | 2,335 | 3,184 | 3,673 | — | — | — | — |
19 | 2,126 | 2,166 | 2,989 | 3,462 | 3,751 | 3,784 | — | — |
20 | 1,955 | 1,996 | 2,792 | 3,249 | 3,535 | 3,567 | 4,025 | — |
21 | 1,784 | 1,824 | 2,594 | 3,035 | 3,319 | 3,350 | 3,793 | 4,181 |
22 | 1,612 | 1,653 | 2,396 | 2,821 | 3,101 | 3,131 | 3,560 | 3,938 |
23 | 1,441 | 1,481 | 2,198 | 2,607 | 2,883 | 2,913 | 3,327 | 3,694 |
24 | 1,270 | 1,311 | 2,000 | 2,393 | 2,665 | 2,694 | 3,093 | 3,450 |
25 | 1,101 | 1,142 | 1,802 | 2,180 | 2,448 | 2,476 | 2,860 | 3,207 |
26 | 0,935 | 0,975 | 1,606 | 1,968 | 2,231 | 2,258 | 2,628 | 2,964 |
27 | 0,772 | 0,811 | 1,412 | 1,757 | 2,016 | 2,042 | 2,398 | 2,723 |
28 | 0,614 | 0,652 | 1,221 | 1,549 | 1,803 | 1,828 | 2,168 | 2,483 |
29 | 0,462 | 0,499 | 1,033 | 1,345 | 1,592 | 1,616 | 1,941 | 2,245 |
30 | 0,319 | 0,354 | 0,851 | 1,144 | 1,384 | 1,407 | 1,717 | 2,010 |
Окончание таблицы 2
т, к | рН2 | лН2 | HD | НТ | oD2 | nD2 | DT | nT2 |
31 | 0,188 | 0,220 | 0,674 | 0,948 | 1,180 | 1,202 | 1,497 | 1,778 |
32 | — | — | 0,504 | 0,758 | 0,982 | 1,003 | 1,280 | 1,549 |
33 | — | — | 0,345 | 0,577 | 0,789 | 0,809 | 1,069 | 1,326 |
34 | — | — | 0,200 | 0,405 | 0,605 | 0,623 | 0,865 | 1,108 |
35 | — | — | — | 0,247 | 0,430 | 0,447 | 0,669 | 0,897 |
36 | — | — | — | 0,109 | 0,269 | 0,284 | 0,483 | 0,694 |
37 | — | — | — | — | 0,127 | 0,139 | 0,310 | 0,502 |
38 | — | — | — | — | — | — | 0,156 | 0,324 |
39 | — | — | — | — | — | — | — | 0,165 |
Вблизи температуры тройной точки средняя квадратическая погрешность критерия Л составляет 0,6 % и увеличивается примерно линейно по мере повышения температуры, достигая 1,5 % при Т = 0,97 Тк. На рисунке 1 показаны отклонения стандартных справочных данных от экспериментальных данных.
Отклонения экспериментальных значений поверхностного натяжения от рассчитанных по уравнению (1):
1 — nD2; 2 — oD2; 3 — nH2; 4 — рН2; 5 — пН2, 6 — nD2; 7— рН2; 8 — пН2; 9 — пН2; 10 — рН2; 11 — пН2; 12 — nD2
Рисунок 1 — Отклонения стандартных справочных данных от экспериментальных данных
УДК 546.11:532.612(08)
ОКС 07.030
Ключевые слова: государственная система обеспечения единства измерений, водород и его изотопы, поверхностное натяжение
Редактор В.Н. Шмельков Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор Р.А. Ментова Компьютерная верстка И.А. Налейкиной
Сдано в набор 06.02.2023. Подписано в печать 10.02.2023. Формат 60x84%. Гарнитура Ариал. Усл. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 0,68.
Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта
Создано в единичном исполнении в ФГБУ «Институт стандартизации» , 117418 Москва, Нахимовский пр-т, д. 31, к. 2.
