1.2. Температурные шкалы

И РЕПЕРНЫЕ ТЕРМОМЕТРИЧЕСКИЕ ТОЧКИ

Температуру можно рассматривать как условие, которое определяет теплообмен в теле. При обеспечении определенных условий конкретное явление природы всегда происходит при одной и той же температуре. Поэтому для описания каждого явления необходимо точно определять точки на температурной шкале. Двумя такими фиксированными точками являются точка таяния льда и точка кипения воды. Обычно используют шкалы Цельсия и Фаренгейта, в которых установлены соответственно 0° С и 32° Р для точки таяния льда и 100° С и 212° Р — для точки кипения воды. Значения температуры, отличающиеся от этих двух фиксированных точек, устанавливают с помощью термометра из­мерением какого-либо зависящего от температуры свойства рабочего тела. В качестве термометрического рабочего тела используют газы, так как все они с достаточной точностью подчиняются закону иде­ального газа. Но при создании температурной шкалы, основанной на свойствах рабочего тела, неизбежно допускаются определенные погреш­ности. Использование теории идеального обратимого двигателя Карно позволило Кельвину избежать этих погрешностей и ввести шкалу абсолютной термодинамической температуры, которая не зависит от свойств рабочего тела. Нуль градусов по шкале Кельвина на 273,15 К ниже точки таяния льда. Начиная с 1954 г. было решено отказаться от точки таяния льда как от реперной точки, так как ее очень трудно воспроизводить с приемлемой точностью. Вместо нее в качестве репер­ной точки ввели тройную точку воды (температура фазового равнове­сия между чистым льдом, водой и водяным паром), которая можетбыть воспроизведена в лабораторных условиях с погрешностью не хуже 0,001 К и которая на 0,01 К выше точки таяния льда. Международным соглашением тройной точке было присвоено значение 273,16 К. Дру­гие температуры могут быть определены с помощью газового термо­метра постоянного объема согласно следующему выражению:

Т _ Давление при температуре Г ^ ^

273,16 Давление в тройной точке воды

Температура— 273,16° С, при которой давление стремится к ну­левому значению, является абсолютным нулем температуры. С уста­новлением тройной точки в качестве стандартной температуры шкала Цельсия была видоизменена путем приведения ее нулевой точки к значению 273,15 К. Градус Фаренгейта составляет 5/9 градуса Цельсия. Нулевое значение шкалы Ренкина составляет — 459,67° Р Для перевода температуры в градусы Цельсия и Кельвина исполь­зуют следующие соотношения:

ГС= Т К — 273,15- % (ГР—32) = ⁵/₉ (Г К — 491,67);

(1.14)

Т К= Г С + 273,15 = ⁵/₉ (ГР — 32) + 273,15= ⁵/, Т° К. (1.15)

Не всегда представляется возможным выполнить градуировку термометров; в таких случаях по-прежнему используют газовые тер­

12

мометры постоянного объема. С этой целью международным согла­шением была введена Международная практическая температурная шкала, содержащая набор значений различных фиксированных точек при нормальном атмосферном давлении. Основные фиксированные стан­дартные значения этих точек приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Основные реперные термометрические точки при атмосферном давлении

термометрическая точка	°с	К	равновесное состояние
Точка кипения водоро-	—252,87	20,28	Жидкость — пар
да Точка кипения кисло-	—182,962	90,188	Жидкость — пар
рода Тронная точка воды	0,01	273,16	Твердая фаза —	пар—
		373,15	жидкость
Точка кипения воды	100		Жидкость — пар
Точка плавления цин-	419,58	692,73	Твердая фаза —	жн-
ка		1235,08	дкость
Точка плавления се-	961,93		Твердая фаза —	- жи-
ребра			дкость
Точка плавления золо-	1064,43	1337,58	Твердая фаза —	- жи-
та			дкость

Примечание. Значения взяты из Тпе 1п1егпа{юпа1 РгасЯса1 Тетрега{иге 5са1е оГ 1968. — «Мехго^а», 1969, v. 5, № 2.

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. ЗасоЪ М. Неа! ТгапзЕег. V. I апй II. Ьпп \УПеу & Зопз, 1959.

1.2. МсАйашх XV. Н. Неа! Тгапзгшззюп. Згй ей. МсОга\у-НШ, 1954.

1.3. Ескег* Е. К. О., Огаке К. М. Нса1 апй Мазз ТгапзЕег. МсОга^-НШ, 1959.

1.4. Ескег* Е. К. О., Огаке К. М. Апа1уз13 о! Неа1 апй Мазз ТгапзЕег. МсОга\у-№11, 1972.

1.5. Коп$еп<№ XV. М., Наг1пей 1. Р., ес1з. НапсШоок оЕ Неа1 ТгапзЕег. МсОга\у-НШ, 1973.