主题:【分享】计量基础之——温度

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刘彦刚
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温度的定义

      什么是温度:温度是指物体冷热程度,是表示物体内分子热运动(不规则的自由运动)强度的物理量。

      温度的概念对于人们来说并不陌生,但通常人们只是将它作为物质的某种属性之一。温度的概念来源于人们对外界物质世界的感觉,通常表示外界物质本身属性的某种存在状态。使温度概念得以较为精确表述的是分子运动论在热学领域的建立,这样就将物质的整体存在状态化归到物质的小分子间的运动形式的整体组合中。同时,也给温度的概念赋予了新的含义。但是,这种将温度的属性化归到物质运动的本身,并没有改变人们对温度的观念。现在人们对温度的看法仍然脱离不开物质本身属性的范畴,(温度虽然在科学中得到一个确切的定义方法,但是人们日常生活中的习惯与分子的运动完全是两个世界)不仅仅是在人们的生活中,在科学中也是如此。

      温度在科学中的概念没有划归到物质运动最直接的形式,是因为传统物理科学体系中温度和其它物理概念间存在的逻辑关系。物理概念在整个科学体系中不是孤立的,而是相互间存在连带关系。一种物理概念的改变,必然伴随相关科学概念间的定义存在相应的改变。几百年来,科学一直是在继承性的发展,即使到今天,我们所接受的物理科学体系也是建立在前人所论证的基础上。

      和温度概念直接相关联的物理概念是能量的概念。尤其是分子运动论的建立,加剧了温度和能量间的联系。自从一个半世纪以来由于工业革命所带来的对化学能源的使用加剧,也同时加剧了化学能源和机械动力间的关系,其中温度就在这期间担当了一个非常重要的角色;即能源和动力间的转换。这一领域在一个半世纪以前就开始了,比较有名的是焦耳先生所作的证明机械能和热能间转换关系的焦耳试验。



国际温标ITS-90的通则



      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。

   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。
   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℃。
   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。
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。
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刘彦刚
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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。
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)


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.
第三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。





来源: 海纳计量


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2021/9/20 11:16:36 Last edit by pxsjlslyg