温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。
一、华氏温标
华氏温标(ºF)规定:在标准大气压下,冰的熔点为32度,水的沸点为212度,中间划分180等分,每第分为报氏1度,符号为ºF。
二、摄氏温度
摄氏温度(℃)规定:在标准大气压下,冰的熔点为0度,水的沸点为100度,中间划分100等分,每第分为报氏1度,符号为℃。
摄氏温度值t和华低温度值tF有如下关系:
三、热力学温标
热力学温标又称开尔文温标,或称绝对温标,它规定分子运动停止时的温度为绝对零度,记符号为K。
四、国际实用温标
国际实用温标是一个国际协议性温标,它与热力学温标相接近,而且复现精度高,使用方便。目前国际通用的温标是1975年第15届国际权度大会通过的《1968年国际实用温标—1975年修订版》,记为:IPTS—68(Rev—75)。但由于IPTS—68温示存在一定的不足,国际计量委员会在18届国际计量大会第七号决议授权予19***会议通过了1990年国际温标ITS—90,ITS—90温标替代IPTS—68。我国自1994年1月1日起全面实施ITS—90国际温标。
1990年国际温标(ITS—90)简介如下。
1、温度单位
热力学温度(符号为T)是基本功手物理量,它的单位为开尔文(符号为K),定义为水三相点的热力学温度的1/273.16。由于以前的温标定义中,使用了与273.15K(冰点)的差值来表示温度,因此现在仍保留这各方法。用这种方法表示的热力学温度称为摄氏温度,答号为t,定义为:
式中:t/℃--分子为摄氏温度,分母为摄氏温度的单位;T/K—分子为开尔文温度,分母为开尔文温度的单位。
根据定义,摄氏度的大小等于开尔文,温差亦可以用摄氏度或开尔文来表示。
国际温标ITS—90同时定义国际开尔文温度(符号为T90)和国际摄氏温度(符号为t90)。T90和t90之间的关系与T和t一样,即:
它们的单位及符号热力学温度T和摄氏温度t一样。
2、国际温标ITS—90的通则
ITS—90由0.65K向上到普朗克辐射定律使用单色辐射实际可测量的最高温度。ITS—90是这样制订的,即在全量程中,任何温度的T90值非常接近于温标采纳时T的最佳估计值,与直接测量热力学温度相比,T90的测量要方便得多,而且更为精密,并具有很高的复现性。
3、ITS—90的定义
第一温区为0.65K到5.00K之间, T90由3He和4He的蒸气压与温度的关系式来定义。
第二温区为3.0K到氖三相点(24.5661K)之间T90是用氦气体温度计来定义,
第二温区为平衡氢三相点(13.8033K)到银的凝固点(961.78℃)之间,T90是由铂电阻温度计来定义.它使用一组规定的定义固定点及利用规定的内插法来分度,
银凝固点(961.78℃)以上的温区,T90是按普朗克辐射定律来定义的,复现仪器为光学高温计,
ITS—90的定义固定点共17个,列于表
<TD class=td2 align=middle width="8%"
序号 |
国际实用温标规定值 |
物质 |
状态 |
|
T90/K |
t90/℃ |
|||
1 | 3~5 | -270.15~-268.15 | He | 蒸气压点(V) |
2 | 13.8033 | -259.3467 | e-H2 | 三相点(T) |
3 | ~17 | ~-256.15 | e-H2 或(He) | 蒸气压点(V)(或气体温度计)(G) |
4 | ~20.3 | ~-252.85 | e-H2 或(He) | 蒸气压点(V)(或气体温度计)(G) |
5 | 24.5561 | ~248.5939 | Ne | 三相点(T) |
6 | 54.3584 | ~-218.7916 | O2 | 三相点(T) |
7 | 83.8058 | -189.3442 | Ar | 三相点(T) |
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