溫度測量的基本概念

溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量，而用來量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點（零點）和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標(biāo)有華氏溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)和國際實用溫標(biāo)。

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一、華氏溫標(biāo)

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華氏溫標(biāo)（of）規(guī)定：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點為32度，水的沸點為212度，中間劃分180等分，每第分為報氏1度，符號為of。

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二、攝氏溫度

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攝氏溫度（℃）規(guī)定：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點為0度，水的沸點為100度，中間劃分100等分，每第分為報氏1度，符號為℃。

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攝氏溫度值t和華低溫度值tf有如下關(guān)系：

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三、熱力學(xué)溫標(biāo)

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熱力學(xué)溫標(biāo)又稱開爾文溫標(biāo)，或稱絕對溫標(biāo)，它規(guī)定分子運動停止時的溫度為絕對零度，記符號為k。

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四、國際實用溫標(biāo)

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國際實用溫標(biāo)是一個國際協(xié)議性溫標(biāo)，它與熱力學(xué)溫標(biāo)相接近，而且復(fù)現(xiàn)精度高，使用方便。目前國際通用的溫標(biāo)是1975年第15屆國際權(quán)度大會通過的《1968年國際實用溫標(biāo)—1975年修訂版》，記為：ipts—68（rev—75）。但由于ipts—68溫示存在一定的不足，國際計量委員會在18屆國際計量大會第七號決議授權(quán)予1989年會議通過了1990年國際溫標(biāo)its—90，its—90溫標(biāo)替代ipts—68。我國自1994年1月1日起全面實施its—90國際溫標(biāo)。

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1990年國際溫標(biāo)（its—90）簡介如下。

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1、溫度單位

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熱力學(xué)溫度（符號為t）是基本功手物理量，它的單位為開爾文（符號為k），定義為水三相點的熱力學(xué)溫度的1/273.16。由于以前的溫標(biāo)定義中，使用了與273.15k（冰點）的差值來表示溫度，因此現(xiàn)在仍保留這各方法。用這種方法表示的熱力學(xué)溫度稱為攝氏溫度，答號為t，定義為：

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式中：t/℃--分子為攝氏溫度，分母為攝氏溫度的單位；t/k—分子為開爾文溫度，分母為開爾文溫度的單位。

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根據(jù)定義，攝氏度的大小等于開爾文，溫差亦可以用攝氏度或開爾文來表示。

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國際溫標(biāo)its—90同時定義國際開爾文溫度（符號為t90）和國際攝氏溫度（符號為t90）。t90和t90之間的關(guān)系與t和t一樣，即：

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它們的單位及符號熱力學(xué)溫度t和攝氏溫度t一樣。

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2、國際溫標(biāo)its—90的通則

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its—90由0.65k向上到普朗克輻射定律使用單色輻射實際可測量的最高溫度。its—90是這樣制訂的，即在全量程中，任何溫度的t90值非常接近于溫標(biāo)采納時t的最佳估計值，與直接測量熱力學(xué)溫度相比，t90的測量要方便得多，而且更為精密，并具有很高的復(fù)現(xiàn)性。

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3、its—90的定義

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第一溫區(qū)為0.65k到5.00k之間， t90由3he和4he的蒸氣壓與溫度的關(guān)系式來定義。

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第二溫區(qū)為3.0k到氖三相點(24.5661k)之間t90是用氦氣體溫度計來定義，

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第二溫區(qū)為平衡氫三相點(13.8033k)到銀的凝固點(961.78℃)之間，t90是由鉑電阻溫度計來定義.它使用一組規(guī)定的定義固定點及利用規(guī)定的內(nèi)插法來分度，

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銀凝固點(961.78℃)以上的溫區(qū)，t90是按普朗克輻射定律來定義的，復(fù)現(xiàn)儀器為光學(xué)高溫計，

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its—90的定義固定點共17個，列于表

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表 its—90定義固定點

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序號	國際實用溫標(biāo)規(guī)定值		物質(zhì)	狀態(tài)
	t90/k	t90/℃
1	3～5?	-270.15~-268.15	he	蒸氣壓點(v)
2	13.8033	-259.3467	e-h2	三相點(t)
3	～17	~-256.15	e-h2 或(he)	蒸氣壓點(v)(或氣體溫度計)(g)
4	～20.3	~-252.85	e-h2 或(he)	蒸氣壓點(v)(或氣體溫度計)(g)
5	24.5561	~248.5939	ne	三相點(t)
6	54.3584	~-218.7916	o2	三相點(t)
7	83.8058	-189.3442	ar	三相點(t)
8	234.3158	-38.8344	hg	三相點(t)
9	273.16	0.01	h2o	三相點(t)
10	302.9146	29.7646	ga?	熔點(m)
11	429.7485	156.5985	in	凝固定(f)
12	505.078	231.928	sn	凝固定(f)
13	692.677	419.527	zn	凝固定(f)
14	933.473	660.323	al	凝固定(f)
15	1234.93	961.78	ag	凝固定(f)
16	1337.33	1064.18	au	凝固定(f)
17	1357.77	1084.62	cu	凝固定(f)

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注：1、除3he外，其他物質(zhì)均為自然同位素成分， e-h2為正、促分子態(tài)處于平衡濃度的氫。

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?????2、對于這些不同狀態(tài)的定義，以及關(guān)復(fù)現(xiàn)這些不同狀態(tài)的建議，可參“its—90補充資料”。

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表中各符號的含義為：v—蒸氣壓點；t—三相點，在此溫度下，固、液和蒸氣相呈平衡；c—氣體溫度計；m、f—熔點和凝固點，在101325pa壓力下，固、液相的平衡溫度。
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