18.6. Температурные шкалы.

Основной температурной шкалой является „Термодинамическая тем­пературная шкала Кельвина“.

Итак, мы располагаем термодинамической шкалой температуры, кото­рая, по крайней мере, в принципе может быть реализована в виде абсолютной газовой шкалы; на практике при использовании реальных газов она может быть осуществлена с точностью, которая зависит от точности газовой термо­метрии и точности поправок, учитывающих отклонения реального газа от идеального. Однако точная газовая термометрия в широких областях темпе­ратур чрезвычайно затруднительна. Поэтому до недавнего времени сущест­вовала настоятельная потребность в более легко реализуемой и воспроизво­димой шкале.

Рис. 18.14. Сравнение температурных шкал

Практическая реализация температурных шкал осуществлялась на ос­нове решений международных конференций мер и весов в 1889. 1927, 1948 (1960), 1968 и 1990 гг. Соотношение этих шкал показано на рисунке. Первой международной утвержденной шкалой была Нормальная водородная шкала. Эта шкала была реализована с помощью водородного газового термометра в диапазоне -25 – 100 С. Эта шкала использовалась для калибровки ртутных термометров и базировалась на двух реперных (опорных) точках: кипения воды (100) и плавления льда (0).

Газовый термометр является достаточно сложным прибором и подхо­дит только для использования в качестве первичного эталона в метрологиче­ских лабораториях. Это значительно ограничивает его использование и тре­бует замены его другим, более практичным прибором. С этой целью в 1911 году Германия, Великобритания и США договорились принять общую прак­тическую температурную шкалу, но ее разработка была прервана Первой Мировой Войной. Она была принята только в 1927 году на VII Генеральной конференции мер и весов. Шкала ITS-27 базируется на основных постоянных точках газовой шкалы: температурах плавления льда и кипения воды. При этом точка плавления льда принимается за 0◦ Цельсия (0 С), а точка кипения воды - за 100◦ Цельсия (100 С). Приборами для реализации международной температурной шкалы являются платиновый термометр сопротивления и, при более высоких температурах (свыше 660 С), термопара платина - пла­тина-родий (660-1063 С) и радиационный пирометр на основе закона Вина.

Международная температурная шкала 1948 года устранила некоторые недостатки шкалы 1927 г. и базируется на тех же реперных точках, что и шкала 1927 г., но несколько исправленных. Так точка плавления серебра из­менена 960.5 С 960.8 С. Нижняя температура интерполяции платинового термометра сопротивления увеличена до -183 С, чтобы совпадать с точкой кипения кислорода -182.970 С. Так же был изменен интерполяционный по­лином для термопары. Выше 1063 С закон Вина был заменен законом Планка.

В международной практической шкале температур 1968 (МПТШ-68, IPTS-68) точка таяния льда заменена тройной точкой воды 273.16 К, точка плавления цинка 419.505 С заменила менее точно реализующуюся точку ки­пения серы 444.60 С. Были уточнены интерполяционные полиномы для пла­тинового термометра и термопары. Шкала была расширена в область низких температур до 13.8 К.