home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1993 #1 / NN_1993_1.iso / spool / sci / physics / fusion / 3221 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1993-01-09  |  6.8 KB  |  120 lines
  1. Newsgroups: sci.physics.fusion
  2. Path: sparky!uunet!think.com!ames!pacbell.com!tandem!zorch!fusion
  3. From: DROEGE@fnald.fnal.gov
  4. Subject: Status #8 Cell 4A3
  5. Message-ID: <930108154904.20602115@FNALD.FNAL.GOV>
  6. Sender: scott@zorch.SF-Bay.ORG (Scott Hazen Mueller)
  7. Reply-To: DROEGE@fnald.fnal.gov
  8. Organization: Sci.physics.fusion/Mail Gateway
  9. Date: Sat, 9 Jan 1993 04:20:27 GMT
  10. Lines: 108
  11.  
  12. Status #8 Cell 4A3
  13.  
  14. To the non-experts out there, please don't copy this data down as if it were 
  15. the gospel.  To the experts, please look at this and tell me if there is a 
  16. reason to do it right i.e. with about 200 grams of Pd that has been properly 
  17. outgassed.  
  18.  
  19. The experiment is presently in the "watching paint fade" stage.  At about 400 
  20. hours into the run, there is nothing to see except small changes (one sigma or 
  21. less) due to outside temperature variations.  Since I would like to present 
  22. something about the experiment every few days, I have spent a little time 
  23. looking at the charging data.  (Oh! for a student.)  The 1 cm x 1 cm x 1 mm 
  24. cathode was charged over a period of 21 hours by a current ramp which 
  25. increased from 1 ma to 46.9 ma over that time.  The hourly data is presented 
  26. below: 
  27.  
  28. JSUM        Gas         D/Pd        G*26.34     Diff/G      K 
  29.     0       0           0             0          0
  30.     +.6     0.02        0.000        -0.53    -28.2
  31.   -16.0     0.59        0.009       -15.54      0.4         37
  32.   -33.4     1.18        0.018       -31.08      1.0         92
  33.   -56.2     1.89        0.030       -49.78      1.7        156
  34.   -45.1     3.05        0.048       -80.34      5.8        533
  35.   -52.5     4.41        0.070      -116.16      7.2        662
  36.   -71.1     6.27        0.099      -165.15      7.5        689
  37.   -85.1     8.61        0.136      -226.79      8.2        754
  38.  -130.1    11.31        0.178      -297.91      7.4        680
  39.  -197.4    14.66        0.231      -386.14      6.4        588
  40.  -283.2    18.41        0.290      -484.92      5.5        505
  41.  -375.2    22.41        0.353      -590.28      4.8        441
  42.  -479.8    26.73        0.422      -704.07      4.2        386
  43.  -597.9    31.43        0.496      -827.87      3.7        340
  44.  -714.6    36.41        0.574      -959.04      3.4        312
  45.  -859.5    41.84        0.660     -1102.07      2.9        266
  46. -1003.1    46.53        0.734     -1225.60      2.4        220
  47. -1129.9    49.41        0.779     -1301.46      1.7        156
  48. -1216.1    50.66        0.799     -1334.38      1.2
  49. -1279.7    50.37        0.794     -1326.75      0.5
  50. -1332.2    50.40        0.795     -1327.54     -0.0
  51.  
  52. The first two columns are raw data.  JSUM is the integrated balance in 
  53. joules.  The minus sign means that extra heat had to be added to keep the 
  54. calorimeter in balance.  Gas is the cc of gas accumulated in the syringe.  The 
  55. rest of the columns are my computations and subject to horrible errors.  The 
  56. measured one sigma calorimeter drift at the start of this run is of order 5 
  57. mw.  Actual measured peak to peak drift in the 10 hours before the run started 
  58. was 9 mw.  (Dieter, I know you have noted my 35 mw one sigma, but this is for 
  59. making a large temperature change coming back to an old balance point - and 
  60. likely turned out to be optimistic.)  This means that the error of the JSUM 
  61. measurement is time dependent.  This would give a one sigma error after one 
  62. hour of 18 joules, and for the last entry at hour 21 of 378 joules.  The gas 
  63. measurements are somewhat better, the servo resolution is 1/70 cc, and the 
  64. balance is always good to a few steps.  There should be a temperature 
  65. correction proportional to the gas in the syringe (the gas in the calorimeter 
  66. is at constant temperature) and the ambient temperature.  It has not been 
  67. made.  There are also unknown barometric pressure changes, but there was no 
  68. violent weather during the test period.  The peak to peak ambient temperature 
  69. variation over this run was 0.9 C.  There is also a syringe non-linearity that 
  70. has not been thoroughly investigated but which I have checked at a few points 
  71. to 1% with a 1% gas burette.  All in all, I would put a limit on the error of 
  72. the gas measurement at 2% of the reading. 
  73.  
  74. What we would like to get from this data, is a measure of heat of absorption 
  75. of Palladium/Deuterium as a function of the gas loading.  There are problems.  
  76. First there is a calorimeter servo time lag.  Even though we tried to charge 
  77. very slowly, the calorimeter thinks a while before it reports the balance.  
  78. This makes the last few points particularly suspect where the conditions are 
  79. switching from the Palladium absorbing nearly all of the Deuterium to none of 
  80. it.  Since this results in a real change of operating power level, the servo 
  81. must compensate, and so lags behind.  Next, there is the measurement problem 
  82. due to the known errors mentioned above.  We note that these errors could be 
  83. reduced by a factor of up to 500 if we just run a larger Palladium cathode.  
  84. We could also reduce the servo errors by charging somewhat more slowly.  But 
  85. this is an "anomalous heat" run and was not optimized for measurement of the 
  86. heat of absorption. 
  87.  
  88. The major problem with this run is that it has an unknown D/Pd starting point.  
  89. Since the first try at starting this run was aborted by a gas leak, it is 
  90. quite possible that the starting point was not 0.0 D/Pd but more like 0.1.  We 
  91. attempted to remove the gas from the aborted start by running the cell weakly 
  92. backwards, but with an unknown result.  There is also the problem that our 
  93. Palladium "coin" bar has an unknown gas absorption history.  
  94.  
  95. The G*26.34 column is the joules lost per cc because the measured oxygen did 
  96. not recombine to form water.  This is derived from the 1.53*I energy for dis-
  97. association, 96,484 coulombs per mole, two atoms per D2, and the fact that we 
  98. are measuring O2 not D2 giving another factor of two.  Someone please check as 
  99. I always worry that I will mis-count charges or something. 
  100.  
  101. The Diff/G column is the difference between the joules per cc of un recombined 
  102. oxygen and the calorimeter balance, divided by the absorbed D (2*observed 
  103. oxygen) to get the average joules per cc of D absorbed integrated up to the 
  104. indicated D/Pd loading.  The plus sign for most of this data indicates that 
  105. the absorption of D by Palladium releases heat.  
  106.  
  107. The K column converts the Diff/G column to kilocalories per mole D2 absorbed 
  108. at the indicated D/Pd loading.  I have not computed all the entries in this 
  109. column where the error limits make the measurement meaningless.   
  110.  
  111. It seems to me that there is a hint in this data that much of the heat of 
  112. absorption comes from the first 0.13 or so of D/Pd (or 0.23 if this sample 
  113. started at the suspected 0.1).  After that, less and less heat is released per 
  114. unit absorbed.  Is there a thermodynamic reason for this?  I have F. A. Lewis, 
  115. "The Palladium Hydrogen System", can someone point me to the right curve for 
  116. comparison?
  117.                             
  118. Tom Droege
  119.  
  120.