F1.1 關(guān)于溫度
溫度是表征物體冷熱程度的物理量。從微觀上來(lái)說(shuō),溫度反應(yīng)了物體分子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的大小。溫度是*難于準(zhǔn)確測(cè)量的一個(gè)基本物理量,它不能像長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間等物理量那樣可直接測(cè)量,但物質(zhì)的物理特性都與溫度有密切關(guān)系,如尺寸、體積、電導(dǎo)率、熱電勢(shì)、輻射功率等都隨著溫度的不同而改變,所以可通過(guò)物質(zhì)的這些特性間接地獲得溫度值。
F1.2溫度計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)
溫標(biāo)是衡量溫度高低的標(biāo)準(zhǔn)尺度,是溫度的數(shù)值表示方法。它是利用物質(zhì)的“相平衡溫度”為固定點(diǎn)刻在溫度計(jì)上,而固定點(diǎn)之間的溫度值則用理論推導(dǎo)的數(shù)學(xué)公式(又稱內(nèi)插方程)來(lái)表達(dá)。溫度計(jì)、固定點(diǎn)、內(nèi)插方程稱為溫標(biāo)三要素。各種溫度計(jì)的數(shù)值都是由溫標(biāo)決定的。
攝氏溫標(biāo):
在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,規(guī)定水的凝固點(diǎn)為0度,水的沸點(diǎn)為100度,將這兩個(gè)固定點(diǎn)之間等分100格,每一格稱為攝氏一度,用℃表示。它是工程上應(yīng)用*廣泛的一種溫度標(biāo)準(zhǔn)。
華氏溫標(biāo):
在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,規(guī)定水的凝固點(diǎn)為32度,水的沸點(diǎn)為212度,將這兩個(gè)固定點(diǎn)之間等分180格,每一格稱為華氏一度,用℉表示。該溫標(biāo)多用于國(guó)外,與攝氏溫標(biāo)的換算關(guān)系為:
m=1.8n+32(℉) ——m、n分別表示華氏溫度值和攝氏溫度值。
熱力學(xué)溫標(biāo):
攝氏溫標(biāo)和華氏溫標(biāo)都是人為規(guī)定的,又稱經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo),水的物理性質(zhì)如純度等將影響測(cè)量的結(jié)果而且范圍太窄。1848年英國(guó)科學(xué)家開爾文提出了建立在熱力學(xué)**定律基礎(chǔ)上的與物質(zhì)性質(zhì)無(wú)關(guān)的純理論性的理想溫標(biāo)—熱力學(xué)溫標(biāo),用“K”表示。1927年第七屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)把熱力學(xué)溫標(biāo)作為國(guó)際基本溫標(biāo),可以用氣體溫度計(jì)來(lái)復(fù)現(xiàn)熱力學(xué)溫標(biāo),但氣體溫度計(jì)裝置復(fù)雜不適于實(shí)際應(yīng)用。于是1990年各國(guó)科學(xué)家在熱力學(xué)溫標(biāo)的基礎(chǔ)上共同制定了國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)(ITS-90),其規(guī)定的溫度很接近熱力學(xué)溫標(biāo),仍以“K”表示。我國(guó)從1994年1月1日起**實(shí)行ITS-90國(guó)際溫標(biāo)。
F1.3 ITS-90國(guó)際溫標(biāo)
ITS-90同時(shí)使用國(guó)際開爾文溫度(T90)和國(guó)際實(shí)用攝氏溫度(t90),單位分別是K和℃,換算公式為:t90 = T90 -273.15。ITS-90國(guó)際溫標(biāo)對(duì)各溫度范圍的內(nèi)插公式分得很細(xì)(略),可跨范圍或交迭使用,應(yīng)用內(nèi)插公式可計(jì)算出任何兩個(gè)相鄰固定點(diǎn)之間的溫度值。
國(guó)際溫標(biāo)固定點(diǎn):
序
|
T90(K)
|
t90(℃)
|
物質(zhì)
|
狀態(tài)
|
Wr(T90)
|
1
|
3~5
|
-270.15~-268.15
|
He
|
V蒸汽壓力點(diǎn)
|
|
2
|
13.8033
|
-259.3467
|
e-H2
|
T三相點(diǎn)
|
0.00119007
|
3
|
17
|
-256.15
|
e-H2或He
|
V或G
|
|
4
|
20.3
|
-252.85
|
e-H2或He
|
V或G
|
|
5
|
24.5561
|
-248.5939
|
Ne
|
T
|
0.00844974
|
6
|
54.3584
|
-218.7916
|
O2
|
T
|
0.09171804
|
7
|
83.8058
|
-189.3442
|
Ar
|
T
|
0.21585975
|
8
|
234.3156
|
-38.8344
|
Hg
|
T
|
0.84414211
|
9
|
273.16
|
0.01
|
H2O
|
T
|
1.00000000
|
10
|
302.9146
|
29.7646
|
Ga
|
M(熔點(diǎn))
|
1.11813889
|
11
|
429.7485
|
156.5985
|
In
|
F(凝固點(diǎn))
|
1.60980185
|
12
|
505.078
|
231.928
|
Sn
|
F
|
1.89279768
|
13
|
992.677
|
419.527
|
Zn
|
F
|
2.56891730
|
14
|
933.473
|
660.323
|
Al
|
F
|
3.37600860
|
15
|
1234.93
|
961.78
|
Ag
|
F
|
4.28642053
|
16
|
1337.33
|
1064.18
|
Au
|
F
|
|
17
|
1357.77
|
1084.62
|
Cu
|
F
|
|
ITS-90標(biāo)準(zhǔn)儀器:
蒸汽壓溫度計(jì)(3He、4He):0.65~5.0K; 定容氣體溫度計(jì)(3He、4He):3.0~24.5561K;
鉑電阻溫度計(jì):13.8033K~961.78℃; 光學(xué)或光電溫度計(jì):961.78℃以上。
F1.4 溫度標(biāo)準(zhǔn)的傳遞
ITS-90國(guó)際溫標(biāo)是*高溫度標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)根據(jù)ITS-90建立起的溫度標(biāo)準(zhǔn)叫國(guó)家基準(zhǔn),保存在中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院;各省市根據(jù)國(guó)家基準(zhǔn)建立起的地方標(biāo)準(zhǔn)定期與國(guó)家基準(zhǔn)比對(duì),以保證標(biāo)準(zhǔn)傳遞的可靠性和本地區(qū)測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一;各制造溫度計(jì)的企業(yè)根據(jù)省市標(biāo)準(zhǔn)建立起自己的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),并每年向省市法定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)作比對(duì),以保證出廠溫度計(jì)產(chǎn)品計(jì)量準(zhǔn)確;各使用溫度計(jì)的企業(yè)要購(gòu)買有溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)證和溫度計(jì)制造許可證的企業(yè)生產(chǎn)的溫度計(jì)產(chǎn)品,并每年送當(dāng)?shù)胤ǘㄓ?jì)量檢定機(jī)構(gòu)或原制造企業(yè)檢定一次。