Практические температурные шкалы

В настоящее время применяется Международная практическая температурная шкала (МТШ-90) редакции 1989 г. Согласно МТШ-90 основной температурой является термодинамическая температура (T).

Единица измерения температуры Кельвин (К) – 1/273,16 часть термодинамической температуры равновесия между твердой, жидкой и газообразной фазами воды (тройная точка воды).

Единица, применяемая для выражения температуры Цельсия, – градус Цельсия (°C), который равен Кельвину.

Температура в градусах Цельсия определяется из выражения, где T ₀ = 273,15 К.

Разность температур выражается как в Кельвинах, так и в градусах Цельсия. МТШ-90 выбрана таким образом, чтобы температура, измеренная по этой шкале, была близка к термодинамической температуре с точностью, обеспечиваемой современными средствами измерений. МТШ-90 основана на значении температур, присвоенных 11 воспроизводимым состояниям равновесия, и на специально аттестованных интерполяционных приборах.

Интерполяция между температурами постоянных точек производится по формулам, служащим для установления связи между показаниями этих приборов и значениями международной практической температурной шкалы.

Основные постоянные точки воспроизводят, осуществляя состояние равновесия между фазами чистых веществ. В табл. 6.1 приведены состояния равновесия и присвоенные им значения температуры, определенные по термодинамической шкале.

МТШ-90 позволяет определять температуру рабочими средствами измерения по термодинамической шкале с погрешностью, определяемой методом измерения. МТШ-90 обеспечивает измерение температур в интервале от 13,81 до 6300 К.

В качестве эталонного средства измерения для области температур от 13,81 до 903,89 K (630,74 °C) применяют термометр сопротивления, изготовленный из платиновой проволоки.

Таблица 6.1. Основные реперные точки МТШ-90

Состояние равновесия	Присвоенные значения температуры по термодинамической шкале
T, К	t, °C
Равновесие между твердой, жидкой и газообразной фазами водорода (тройная точка водорода)	13,81	–259,34
Равновесие между жидкой и газообразной фазами водорода при давлении 33 330,6 Па (25/76 нормального атмосферного давления)	17,042	–256,108
Равновесие между жидкой и газообразной фазами водорода (точка кипения водорода)	20,28	–252,87
Равновесие между жидкой и газообразной фазами неона (точка кипения неона)	27,102	–246,048
Равновесие между твердой, жидкой и газообразной фазами кислорода (тройная точка кислорода)	54,361	–218,789
Равновесие между жидкой и газообразной фазами кислорода (точка кипения кислорода)	90,188	–182,962
Равновесие между твердой, жидкой и газообразной фазами воды (тройная точка воды)	273,16	0,01
Равновесие между жидкой и парообразной фазами воды (точка кипения воды)	373,15
Равновесие между твердой и жидкой фазами цинка (точка затвердевания цинка)	692,73	419,58
Равновесие между твердой и жидкой фазами серебра (точка затвердевания серебра)	1235,08	961,93
Равновесие между твердой и жидкой фазами золота (точка затвердевания золота)	1337,58	1064,43

Для области температур от 630,74 до 1064,43 °C в качестве эталонного термометра применяется платинородий – платиновый термоэлектрический термометр.

Для области температур от 1337,58 K (1064,3 °C) до 6300 К применяется квазимонохроматический пирометр.

Кроме МТШ-90 установлены практические температурные шкалы (ГОСТ 8.157-75), которые предназначены для осуществления единообразных измерений температуры в диапазоне от 0,01 до 100 000 К.

Для диапазона 0,01…0,8 K установлена температурная шкала термометра магнитной восприимчивости (ТШТМВ), основанная на зависимости магнитной восприимчивости термометра из церий–магниевого нитрата от температуры.

В диапазоне от 0,8 до 1,5 K установлена шкала конденсационного термометра ³He 1962 г., основанная на зависимости давления насыщенных паров изотопа гелия-3 от температуры.

В диапазоне от 1,5 до 4,2 K применяется шкала конденсационного термометра ⁴Не 1958 г., основанная на зависимости давления насыщенных паров изотопа гелия-4 от температуры.

Температурная шкала германиевого термометра электрического сопротивления (ТШГТС) основана на зависимости сопротивления германиевого термометра от температуры Т и установлена для диапазона температур от 4,2 до 13,81 К.

Температурная шкала пирометра микроволнового излучения (ТШПМИ) основана на зависимости спектральной плотности энергии излучения L (T) черного тела от температуры T в микроволновом диапазоне излучения и установлена для диапазона от 6300 до 100 000 К.

В зарубежной литературе наряду с выражением температуры в Кельвинах (К) и градусах Цельсия (°С) используется градус Фаренгейта (°F) и градус Ренкина (°Ra).

Пересчет числовых значений температуры, выраженной в градусах одной шкалы, в градусы другой производят по следующим формулам:

.

Дата добавления: 2014-01-03