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温度测量的基本概念
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    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。
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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:
 

[ALIGN=center][IMGA]http://www.51662244.com/file/editor/20050710/20050710190458157.gif[/IMGA]

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1989年会议通过了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:
                     [IMGA]http://www.51662244.com/file/editor/20050710/20050710190458910.gif[/IMGA]

 

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:
 [/ALIGN][ALIGN=center][IMGA]http://www.51662244.com/file/editor/20050710/20050710190458961.gif[/IMGA]

 

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
 

表 ITS—90定义固定点  [/ALIGN][TABLE][TR][TD][ALIGN=center]序号[/ALIGN][/TD][TD][ALIGN=center]国际实用温标规定值[/ALIGN][/TD][TD][ALIGN=center]物质[/ALIGN][/TD][TD][ALIGN=center]状态[/ALIGN][/TD][/TR][TR][TD][ALIGN=center]T90/K[/ALIGN][/TD][TD][ALIGN=center]t90/℃

[/TD][/TR][TR][TD]1[/TD][TD]3~5 [/TD][TD]-270.15~-268.15[/TD][TD]He[/TD][TD]蒸气压点(V)[/TD][/TR][TR][TD]2[/TD][TD]13.8033[/TD][TD]-259.3467[/TD][TD]e-H[SUB]2[/SUB][/TD][TD]三相点(T)[/TD][/TR][TR][TD]3[/TD][TD]~17[/TD][TD]~-256.15[/TD][TD]e-H[SUB]2[/SUB] 或(He)[/TD][TD]蒸气压点(V)(或气体温度计)(G)[/TD][/TR][TR][TD]4[/TD][TD]~20.3[/TD][TD]~-252.85[/TD][TD]e-H[SUB]2[/SUB] 或(He)[/TD][TD]蒸气压点(V)(或气体温度计)(G)[/TD][/TR][TR][TD]5[/TD][TD]24.5561[/TD][TD]~248.5939[/TD][TD]Ne[/TD][TD]三相点(T)[/TD][/TR][TR][TD]6[/TD][TD]54.3584[/TD][TD]~-218.7916[/TD][TD]O[SUB]2[/SUB][/TD][TD]三相点(T)[/TD][/TR][TR][TD]7[/TD][TD]83.8058[/TD][TD]-189.3442[/TD][TD]Ar[/TD][TD]三相点(T)[/TD][/TR][TR][TD]8[/TD][TD]234.3158[/TD][TD]-38.8344[/TD][TD]Hg[/TD][TD]三相点(T)[/TD][/TR][TR][TD]9[/TD][TD]273.16[/TD][TD]0.01[/TD][TD]H[SUB]2[/SUB]O[/TD][TD]三相点(T)[/TD][/TR][TR][TD]10[/TD][TD]302.9146[/TD][TD]29.7646[/TD][TD]Ga [/TD][TD]熔点(M)[/TD][/TR][TR][TD]11[/TD][TD]429.7485[/TD][TD]156.5985[/TD][TD]In[/TD][TD]凝固定(F)[/TD][/TR][TR][TD]12[/TD][TD]505.078[/TD][TD]231.928[/TD][TD]Sn[/TD][TD]凝固定(F)[/TD][/TR][TR][TD]13[/TD][TD]692.677[/TD][TD]419.527[/TD][TD]Zn[/TD][TD]凝固定(F)[/TD][/TR][TR][TD]14[/TD][TD]933.473[/TD][TD]660.323[/TD][TD]Al[/TD][TD]凝固定(F)[/TD][/TR][TR][TD]15[/TD][TD]1234.93[/TD][TD]961.78[/TD][TD]Ag[/TD][TD]凝固定(F)[/TD][/TR][TR][TD]16[/TD][TD]1337.33[/TD][TD]1064.18[/TD][TD]Au[/TD][TD]凝固定(F)[/TD][/TR][TR][TD]17[/TD][TD]1357.77[/TD][TD]1084.62[/TD][TD]Cu[/TD][TD]凝固定(F)[/TD][/TR][/TABLE]

[B]注:[/B]1、除3He外,其他物质均为自然同位素成分, e-H2为正、促分子态处于平衡浓度的氢。
 

     2、对于这些不同状态的定义,以及关复现这些不同状态的建议,可参“ITS—90补充资料”。
 [/ALIGN]表中各符号的含义为:V—蒸气压点;T—三相点,在此温度下,固、液和蒸气相呈平衡;C—气体温度计;M、F—熔点和凝固点,在101325Pa压力下,固、液相的平衡温度。
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