Температурные шкалы

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

Температура характеризует тепловое состояние вещества и пропорциональна средней кинетической энергии поступательного движения молекул.

Температура не поддается непосредственному измерению. Поэтому о её значении судят по изменению физических свойств в телах, которые изменяются однозначно в зависимости от температуры (тепловое расширение, сопротивление, термо-ЭДС, яркость излучения и т.д.).

Исторически существовали (да и сейчас в некоторых странах существуют) разные температурные шкалы (здесь термин «шкала» употребляется не в значении «отсчетное устройство» а как система единиц измерения температуры).

Шкала Фаренгейта (1724г.)

Шкала Реомюра (1731г.)

Шкала Цельсия (1742г.) – которой мы пользуемся до сего дня, и она нас вполне устраивает.

Температурные шкалы образованы на основе так называемых реперных точек. Например, шкала Цельсия. 0 и 100 - это реперные точки, соответствующие температурам замерзания и кипения воды. Реперные точки относительно легко воспроизводятся. Первые трудности начинаются при делении таких интервалов на равные участки.

В процессе исследований выяснилось, что температурные шкалы, построенные на одних и тех же реперных точках, но использовавшие различные термометрические вещества, давали различные значения температуры внутри реперных точек. Это объясняется тем, что термометрические свойства веществ по-разному изменяются с температурой, причем все эти зависимости в большей или меньшей степени нелинейные. В связи с этим возникла проблема создания температурной шкалы, которая не зависела от термометрических свойств вещества. Такая шкала была предложена Кельвином (1848 г.) и называлась термодинамической.

В основе шкалы – идеальный цикл Карно, в котором работа, полученная в этом цикле, зависит от температур начала и конца процесса. Такое воспроизведение шкалы не зависит от термодинамических свойств, но для практических измерений неудобно (удобно лишь для воспроизводства температур между реперными точками).

Для унификации результатов измерений различными средствами, основанными на различных методах измерений, используется международная температурная шкала, которая в своем развитии эволюционировала.

МТШ -27 Международная Температурная Шкала (действовала с 1927 года);

МПТШ-48 Международная Практическая Температурная Шкала (с 1948 года);

МПТШ-68

МТШ-90 (действует с 1990 года по настоящий момент)

Международная Температурная Шкала МТШ 90 (также как и МПТШ - 68) использует как шкалу Кельвина, так и шкалу Цельсия. Она охватывает диапазон от 0.65К до наивысшей температуры, доступной измерению в соответствии с законом излучения Планка. Она разбита на ряд поддиапазонов, содержащих реперные точки, внутри которых используются определенные типы термометров. Некоторые из принятых поддиапазонов перекрываются.

Подробно об МТШ можно прочитать “Теоретические основы теплотехники” теплотехнический эксперимент. Справочник. Под общей редакцией А.В. Клименко и В.М. Зорина. Издательство МЭИ Москва 2001г. Том 2 стр. 329.