利用差分-圆柱法测定玻尔兹曼常数
经典物理
2015-01-13 v1 仪器与探测器
摘要
本文报道了利用定长圆柱腔声学气体温度计(AGT)测定玻尔兹曼常数的进展。首先，我们通过比较气体的声速来比较纯氩气体的摩尔质量。该过程独立于气相色谱-质谱法(GC-MS)的方法学。实验结果显示两种方法吻合良好。该比较为GC-MS的分析结果提供了独立检验。其次，我们提出了基于两个定长腔AGT的新型差分-圆柱法的原理。分析了新法对某些主要扰动的消除机制。差分-圆柱法的实验结果显示了对第一、第二声学和第三维里系数以及超额半宽度的重大改进。三个声学维里系数与最先进的实验和理论（从头计算）结果吻合良好。新方法的特点是对修正的依赖大大减少。差分-圆柱法初步测定玻尔兹曼常数为 1.380 650 6*10^-23，相对标准不确定度为 2.3*10^-6。该新值比CODATA 2010给出的调整玻尔兹曼常数高 1.3*10^-6。所得气体常数 R =8.314 473 J/mol/K，具有相同的相对标准不确定度。
引用
@article{arxiv.1501.02519,
title = {Determination of the Boltzmann Constant Using the Differential - Cylindrical Procedure},
author = {X. J. Feng and J. T. Zhang and H. Lin and K. A. Gillis and M. R. Moldover},
journal= {arXiv preprint arXiv:1501.02519},
year = {2015}
}