Conductivité thermique de l’eau déminéralisée
L’eau est une molécule composée d’hydrogène et d’ions hydroxyles (H2O). L’eau provenant du robinet contient des ions qui se trouvent naturellement dans le sol comme le fer, le cuivre, le calcium et le sodium. L’utilisation d’eau du robinet contenant des impuretés au cours d’une expérience de laboratoire pourrait modifier la composition chimique du produit. Comme son nom l’indique, la déionisation est le processus d’élimination de ces ions chargés, ne laissant rien d’autre que la molécule d’eau dans son état le plus pur. L’eau déionisée, ou déminéralisée, est un solvant facilement disponible qui possède des propriétés thermiques bien caractérisées sur une plage de températures. La conductivité thermique d’un échantillon d’eau déminéralisée a été mesurée à différentes températures avec l’analyseur de conductivité thermique pour les liquides de Flucon, le LAMBDA. Cet exemple d’application montre la capacité du LAMBDA à mesurer avec précision les conductivités thermiques des liquides à différentes températures.
Analyseur de conductivité thermique LAMBDA
Basé sur la méthode du fil chaud ou « Transient Hot Wire » en anglais, le LAMBDA est un système de mesure avancé pour la détermination directe de la conductivité thermique et de la diffusivité thermique des liquides et des pâtes conformément à la norme ASTM D7896. Le LAMBDA mesure la conductivité thermique et la diffusivité thermique des liquides et des pâtes de 0,01 à 2 W/m.K, entre -50°C et +300°C, et à différentes pressions. En outre, la technique du LAMBDA repose sur des temps d’essai très courts d’environ une seconde et une approche de mesure transitoire afin de limiter les effets de la convection durant les essais. Avec un fil chauffant fin servant à la fois de capteur et de source de chaleur pendant les mesures, cette méthode garantit des résultats précis à 2% et une excellente reproductibilité généralement inférieure à 1%.
Le LAMBDA est un instrument de mesure de la conductivité thermique et de la diffusivité thermique des liquides et des pâtes, développé par la société allemande Flucon. Il permet de réaliser des mesures rapides et fiables sur vos échantillons.
Calibration de l’analyseur de conductivité thermique des liquides
Dans cette expérience, des chercheurs de ont entrepris de mesurer la conductivité thermique de l’eau déminéralisée à des températures allant de 0 à 65°C avec le LAMBDA. Lors de la calibration du LAMBDA, le liquide de calibration doit avoir une viscosité et des propriétés thermiques similaires à celles de l’échantillon mesuré. L’eau déminéralisée est un liquide de référence typique utilisé pour calibrer le LAMBDA. Lors de cette calibration, la sonde du LAMBDA est alors insérée dans l’eau déminéralisée de référence. La valeur de conductivité thermique mesurée est ensuite ajustée pour correspondre à la valeur de conductivité thermique attendue à la température indiquée.
Réalisation des essais de conductivité thermique de l’eau déminéralisée
Pour réaliser les mesures de conductivité thermique, les opérateurs ont versé de l’eau déminéralisée dans le porte-échantillon du LAMBDA et inséré la sonde dans la cellule. Une fois la température stabilisée, des essais ont été effectués sur le liquide à 12 températures différentes comprises entre 0 et 65°C. Les mesures de conductivité thermique résultantes ont été calculées automatiquement à l’aide du logiciel fluconLAM.
Graphique 1. Conductivité thermique de l’eau distillée suivant la température. Les valeurs moyennes affichées sont calculées sur la base des 10 essais pour chaque température.
Conclusion
Le fabricant du LAMBDA indique que les utilisateurs peuvent s’attendre à une précision de ± 2% et à une reproductibilité de ± 1%. Comme en atteste le graphique 1, les valeurs de conductivité thermique de l’échantillon d’eau déminéralisée mesurées entre 0°C à 65°C se situent toutes à ± 2% des valeurs réelles annoncées.
Pour en savoir plus sur cet analyseur thermique, retrouvez toutes les informations et spécifications de ce produit sur notre page internet dédiée au LAMBDA. Vous pourrez également y télécharger une plaquette ou demander un devis.
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