살다 보면 겨울에 한강 물이 얼었다는 뉴스를 들어본 적이나, 난로 위에 올려놓은
주전자의 물이 끓고 있는 그림을 보신 적이 있을 겁니다.
이렇게 특정 조건이 충족되어 한 상에서 다른 상으로 바뀌는 점을 '임계점'이라고 합니다.
위 그래프는 물질이 고체, 액체, 또는 기체로 존재하는 온도 및 압력을 보여줍니다.
해당 임계점에서의 압력 및 온도를 임계압력(Pc), 임계온도(Tc)라고 표현합니다.
임계점은 액체와 기체가 공존하는 온도와 압력을 나타내고 2가지 중요 포인트가 있습니다.
1. 액체 증기 임계점
액체와 증기가 공존하는 전형적인 임계점으로 물의 임계점은 647K 및 22.064Mpa입니다.
물과 공기로 예를 들자면 물은 1기압에서 100℃가 되면 수증기로 바뀌며 1기압에서 100℃ 이상인 액체는 존재하지 않습니다. 하지만 압력을 가해 218.3 기압이 되면 물의 끓는점이 374.2℃가 되며, 이 온도 이상에서는 더 이상 압력을 가해도 액체 상태로 존재하지 않습니다. 반대로 임계온도 이하의 온도에서는 아무리 압력을 가해도 일어나지 않습니다.
2. 액체 임계점
용액 혼합물이 두 개의 별개 액상으로 분리되는 온도와 압력으로 혼합 용액별로 다릅니다.
임계점에서 이상으로 압력과 온도를 가하게 되면 더 이상 기화나 액화가 일어나지 않는 초임계 유체 상태가 됩니다. 이 상태에서는 기체와 같은 점성도와 액체에 가까운 밀도로 인해 혼합물에서 특정 성분을 추출하는 데 용이하다고 합니다.
임계점이 액체, 기체가 공존하는 점이라면 삼중점은 고체까지 추가된 상태를 지칭합니다.
이러한 삼중점은 자연계에서 절대 변하지 않는 수치이기에 온도 교정에서 많이 사용되고 있습니다.
ITS-90에서 지정한 아르곤에서 은까지 다양한 삼중점셀들이 많은데요..
물의 어는 점은 0.01℃, 273.16K이며, 삼중점을 실현하기 위해선 몇 가지 단계가 있습니다.
1. Dryblock 안에 있는 기본 Metal insert를 꺼낸 후 cell basket에 셀을 넣고 Dryblock에 삽입합니다.
2. Dryblock의 온도를 -7℃로 설정합니다.
3. Tripe Point Cell 중간 비어있는 공간에 SPRT 센서를 넣어 셀 내부 온도를 측정합니다.
4. 물의 삼중점 실현 온도는 0.01℃이지만 -7℃로 설정하는 이유는 액체와 기체가 공존하는 셀 내부에서 고체를 만들기 위한 에너지를 축적시키는 과냉각 상태로 만들기 위함입니다.
5. SPRT 센서가 -6℃를 측정하고 있을 때 셀을 꺼내어 약간의 충격을 주면 살얼음이 생깁니다.
6. 셀을 다시 넣고 -7℃로 설정하여 단단해지도록 얼음을 만든 후 꺼내어 표면을 녹이면 표면만 회전하는 현상이 발생합니다.
7. 이 상태가 삼중점이 실현된 상태이며 0.01℃로 셀 온도를 유지시키며 정점 교정을 진행합니다.
삼중점 셀은 온도소급성에서 최상위 단계로 초정밀 센서인 SPRT 센서 등을 교정하는 데 쓰이며
특히 교정실에서 온도 교정 장비를 교정하는 데 사용되고 있습니다.
🔽 YOUTUBE 영상 - 드라이블럭으로 물의 삼중점 실현하기😮
https://www.youtube.com/watch?v=h31afqG09l8
살다 보면 겨울에 한강 물이 얼었다는 뉴스를 들어본 적이나, 난로 위에 올려놓은
주전자의 물이 끓고 있는 그림을 보신 적이 있을 겁니다.
이렇게 특정 조건이 충족되어 한 상에서 다른 상으로 바뀌는 점을 '임계점'이라고 합니다.
위 그래프는 물질이 고체, 액체, 또는 기체로 존재하는 온도 및 압력을 보여줍니다.
해당 임계점에서의 압력 및 온도를 임계압력(Pc), 임계온도(Tc)라고 표현합니다.
임계점은 액체와 기체가 공존하는 온도와 압력을 나타내고 2가지 중요 포인트가 있습니다.
1. 액체 증기 임계점
액체와 증기가 공존하는 전형적인 임계점으로 물의 임계점은 647K 및 22.064Mpa입니다.
물과 공기로 예를 들자면 물은 1기압에서 100℃가 되면 수증기로 바뀌며 1기압에서 100℃ 이상인 액체는 존재하지 않습니다. 하지만 압력을 가해 218.3 기압이 되면 물의 끓는점이 374.2℃가 되며, 이 온도 이상에서는 더 이상 압력을 가해도 액체 상태로 존재하지 않습니다. 반대로 임계온도 이하의 온도에서는 아무리 압력을 가해도 일어나지 않습니다.
2. 액체 임계점
용액 혼합물이 두 개의 별개 액상으로 분리되는 온도와 압력으로 혼합 용액별로 다릅니다.
임계점에서 이상으로 압력과 온도를 가하게 되면 더 이상 기화나 액화가 일어나지 않는 초임계 유체 상태가 됩니다. 이 상태에서는 기체와 같은 점성도와 액체에 가까운 밀도로 인해 혼합물에서 특정 성분을 추출하는 데 용이하다고 합니다.
임계점이 액체, 기체가 공존하는 점이라면 삼중점은 고체까지 추가된 상태를 지칭합니다.
이러한 삼중점은 자연계에서 절대 변하지 않는 수치이기에 온도 교정에서 많이 사용되고 있습니다.
ITS-90에서 지정한 아르곤에서 은까지 다양한 삼중점셀들이 많은데요..
물의 어는 점은 0.01℃, 273.16K이며, 삼중점을 실현하기 위해선 몇 가지 단계가 있습니다.
1. Dryblock 안에 있는 기본 Metal insert를 꺼낸 후 cell basket에 셀을 넣고 Dryblock에 삽입합니다.
2. Dryblock의 온도를 -7℃로 설정합니다.
3. Tripe Point Cell 중간 비어있는 공간에 SPRT 센서를 넣어 셀 내부 온도를 측정합니다.
4. 물의 삼중점 실현 온도는 0.01℃이지만 -7℃로 설정하는 이유는 액체와 기체가 공존하는 셀 내부에서 고체를 만들기 위한 에너지를 축적시키는 과냉각 상태로 만들기 위함입니다.
5. SPRT 센서가 -6℃를 측정하고 있을 때 셀을 꺼내어 약간의 충격을 주면 살얼음이 생깁니다.
6. 셀을 다시 넣고 -7℃로 설정하여 단단해지도록 얼음을 만든 후 꺼내어 표면을 녹이면 표면만 회전하는 현상이 발생합니다.
7. 이 상태가 삼중점이 실현된 상태이며 0.01℃로 셀 온도를 유지시키며 정점 교정을 진행합니다.
삼중점 셀은 온도소급성에서 최상위 단계로 초정밀 센서인 SPRT 센서 등을 교정하는 데 쓰이며
특히 교정실에서 온도 교정 장비를 교정하는 데 사용되고 있습니다.
🔽 YOUTUBE 영상 - 드라이블럭으로 물의 삼중점 실현하기😮
https://www.youtube.com/watch?v=h31afqG09l8