Топ питань
Часова шкала
Чат
Перспективи
Температурна шкала
система відліку числових значень температури З Вікіпедії, вільної енциклопедії
Remove ads
Температу́рна шкала́ (англ. temperature scale; нім. Temperaturskala f) — система відліку, у якій температура, що вимірюється виражається числовим значенням[1].
Основні історичні температурні шкали
Узагальнити
Перспектива
Температурні шкали базуються на виборі реперних (сталих) точок, початку відліку і розміру одиниці температури (градуса), які пов'язані з певною термометричною (робочою) речовиною і відповідною властивістю її. Такі температурні шкали називаються емпіричними. Зони є рівно поділеними. Серед них особливе місце належить газовим температурними шкалами, в яких термометричною речовиною є гази («азотна», «воднева», «гелієва» температурна шкала та ін.)[1].
Історично склалися різні температурні шкали.
Першу досконалу температурну шкалу запропонував 1715 року німецький фізик і хімік Г. Фаренгейт (1686—1731), що отримала назву «шкала Фаренгейта». За реперні точки він спочатку обрав температуру суміші снігу з нашатирем, позначивши її числом 0, і температуру тіла людини, яку позначив +96. Згодом другою реперною точкою було обрано точку кипіння води при нормальному атмосферному тискові, яку позначено числом +212. За одиницю температури в ній прийнято 1/180 температурного інтервалу у ртутному термометрі з рівномірно поділеною шкалою між точками танення льоду (за Фаренгейтом +32) і точкою кипіння води.
Другу температурну шкалу запровадив 1730 французький природознавець Р. Реомюр (1683—1757). За реперну точку в ній обрано точку танення льоду, за градус — різницю температур, при якій об'єм спирту змінюється на 0,001. Ця шакала носить назву «шкала Реомюра».
Третю температурну шкалу (шкалу Цельсія) запропонував 1742 року шведський астроном і математик А. Цельсій (1701—1744), який за одну реперну точку теж взяв температуру танення льоду, а за другу — точку кипіння води за нормальних умов і температурний інтервал між ними поділив на 100.
Одиниці температури за цими температурними шкалами позначаються відповідно °F, °R, °С. Співвідношення між ними таке: 1 °С = 0,8 °R = 1,8 °F.
Для перерахунку показів з одної шкали на іншу використовують такі прості формули:
1848 року британський математик і фізик В. Томсон (лорд Кельвін, 1824—1907) запропонував абсолютну емпіричну температурну шкалу, на якій відлік температури провадиться від абсолютного нуля температури, так звану абсолютну температурну шкалу або шкалу Кельвіна. За одиницю температури в ній слугує градус, визначений на основі стоградусної шкали газового термометра. Недоліком емпіричних температурних шкал є їхня залежність від властивостей термометричних речовин. Щоб уникнути цього, В. Томсон запропонував побудувати температурну шкалу на підставі другого начала термодинаміки. Ця температурна шкала дістала назву термодинамічної температурної шкали. Між температурами, що виражені в цій шкалі (в кельвінах) і в шкалі Цельсія, використовується співвідношення
Порівняння згаданих вище та інших температурних шкал подано в таблиці:
Remove ads
Міжнародна температурна шкала 1990 року (МТШ-90)
Узагальнити
Перспектива
Міжнародна температурна шкала МТШ-90 (англ. International temperature scale of 1990, ITS-90) уведена у дію рішенням 78-ї сесії Міжнародного комітету мір і ваг у 1990 році. В Україні шкала запроваджена до використання з 2002 року державним стандартом ДСТУ 4017-2001[2].
МТШ-90 — це стандарт для калібрування обладнання, визначений Міжнародним комітетом мір і ваг (МКМВ) для проведення вимірювань температури за шкалами Кельвіна та Цельсія. Вона слугує апроксимацією термодинамічної температури, що забезпечує порівнянність та сумісність вимірювань температури на міжнародному рівні. МТШ-90 визначає чотирнадцять визначальних реперних точок, що базуються на станах термодинамічної рівноваги, у діапазоні від 0,65 K до 1357,77 K (від −272,50 °C до 1084,62 °C) і є найновішою в серії міжнародних температурних шкал, що приймалися з 1927 року. МТШ-90 є саме стандартом для калібрування обладнання, а не фундаментальною шкалою як такою.
Відповідно до МТШ-90 одиницею основної фізичної величини — термодинамічної температури (Т) є кельвін (К), визначений як 1/273,16 частина термодинамічної температури потрійної точки води. Допускається застосовувати температури Цельсія (t), тобто виражати термодинамічну температуру як різницю між її значенням і значенням температури плавлення льоду, що дорівнює 273,15 К/ Одиницею температури Цельсія є градус Цельсія (°С), розмір якого дорівнює розміру кельвіна за визначенням. Кельвін переважно застосовують у діапазоні низьких температур — нижче ніж 273,15 К, а градус Цельсія — для температур, що перевищують 273,15 К.
МТШ-90 базується на ряді відтворюваних рівноважних станів речовин — основних реперних точках, яким положенням про МТШ-90[3] приписані певні значення температури, та на еталонних термометрах, градуйованих за цих температур. В інтервалах між температурами реперних точок інтерполяцію здійснюють за формулами, які встановлюють зв'язок між показами еталонних термометрів і значеннями температури. Основні реперні точки реалізуються як певні стани фазних рівноваг (дво- або трифазних) деяких чистих речовин, які характеризуються високою відтворюваністю і стабільністю температури. До двофазних рівноваг належать точки кипіння, плавлення і тверднення, до трифазних — потрійна точка речовини.
У таблиці нижче наведено визначальні фіксовані точки МТШ-90.
Виноски:
- Потрійну точку води часто наближено визначають, використовуючи точку плавлення води за стандартних умов температури та тиску.
- Температури плавлення та замерзання розрізняються тим, чи надходить тепло до зразка, чи виходить з нього під час вимірювання його температури. Див. температура плавлення для отримання додаткової інформації.
Remove ads
Діаграма переведення температур
Примітки
Література
Посилання
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads