¿Qué es un punto fijo de temperatura?

¿Qué es un punto fijo de temperatura?

En la sesión de 1989 del Comité Internacional de Pesas y Medidas, se adoptó la Escala Internacional de Temperatura (EIT-90 o ITS-90, por sus siglas en inglés), asignando valores de temperatura a 17 estados de equilibrio de 15 sustancias puras, denominados puntos fijos, con el fin de reproducir la unidad fundamental de temperatura, el kelvin (K).

Desde 2019, la definición del kelvin (K) como unidad del Sistema Internacional para medir la temperatura se basa en la constante de Boltzmann (k), cuyo valor exacto es 1.380 649 × 10⁻²³ J/K.

Por definición en metrología, un punto fijo es una temperatura reproducible en equilibrio entre dos o más fases diferentes de una sustancia. Las celdas de puntos fijos son los instrumentos utilizados para reproducir estos fenómenos, sirviendo como referencia universal en termometría. A continuación, se presentan los 17 puntos fijos

 

Sustancia – Estado Temperatura T90 (K) Temperatura t90 (°C)
He Relación entre la presión de vapor de saturación y la temperatura del 3He y del 4He

Presión de vapor del Helio

3  a 5  -270,15  a  268.15 
H2 Punto triple hidrógeno 13,8033 -259,3467
e-H2 o He Presión de vapor del  Hidrógeno en equilibrio o punto de termómetro de gas del Helio ≈ 17,042 ≈ -256,15
e-H2 o He Presión de vapor del  Hidrógeno en equilibrio o punto de termómetro de gas del Helio ≈ 20,28 ≈ -252,85
Ne Punto triple neón 24,5561 -248,5939
O2 Punto triple oxígeno 54,3584 -218,7916
Ar Punto triple del argón 83,8058 -189,3442
Hg Punto triple del mercurio 234,3156 -38,8344
H2O Punto triple del agua 273,16 0,01
Ga Punto de fusión del galio 302,9146 29,7646
In Punto de solidificación del indio 429,7485 156,5985
Sn Punto de solidificación del estaño 505,078 231,928
Zn Punto de solidificación del zinc 692,677 419,527
Al Punto de solidificación del aluminio 933,473 660,323
Ag Punto de solidificación de la plata 1234,93 961,78
Au Punto de solidificación del oro 1337,33 1064,18
Cu Punto de solidificación del cobre 1357,77 1084,62

 

Entendiendo que:

  • Punto triple: pueden coexistir en equilibrio los estados sólido, líquido y gaseoso en una condición de temperatura y presión específica, por ejemplo el punto triple del agua como referencia universal de 273,16 K (0,01 °C) a 611,657 pascales.
  • Punto de fusión: Temperatura a la que una sustancia sólida comienza a fundirse y cambiar a estado líquido. Por ejemplo, el punto de fusión del galio es 302,9146 K (29,7646 °C).
  • Punto de solidificación: Temperatura a la que una sustancia pasa de líquido a sólido. Por ejemplo, el punto de solidificación de la plata es 1234,93 K (961,78 °C).

La reproducción de puntos fijos de temperatura hace posible que se pueda tener referencia universal de los mismos para la calibración de instrumentos de medición. Por lo general, la celda más utilizada es la de punto triple del agua.

Puesto que en el CENAM se cuentan con algunas de las celdas de punto fijo prescritas en el documento de la EIT-90 y estás han sido comparadas con patrones internacionales, la Escala de  Temperatura del CENAM es no solamente el Patrón Nacional, sino un patrón primario, por lo que constituye el origen de la trazabilidad del país.

 

Por  lo  cual como laboratorio de  calibración de Temperatura de CIDESI el  contar con una  celda  de punto  triple  del  agua es  una referencia tanto  para  las  ecuaciones de  interpolación para  la  conversión  a temperatura como  importante para  el  aseguramiento  metrológico de los  Patrones de  Referencia y trabajo  (Termómetros  de  Resistencia de  Platino) que  son calibrados  por  CENAM  y esto conlleva poder  ofrecer con  certeza los resultados en  las  calibraciones de instrumentos utilizados en procesos industriales y en aplicaciones científicas.  

 

Fuente: 

[1] BIPM, CCT-WG-TEMP, Guide to the Realization of the ITS-90. 1. Introduction, Bureau International des Poids et Mesures, 2018. [Online]. Available: https://www.bipm.org/documents/20126/43669345/Guide_ITS-90_1_Introduction_2018.pdf

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