temperatury skale
 
Encyklopedia PWN
temperatury skale,
zbiory wartości temperatury uporządkowane zgodnie z przyjętymi założeniami (skala wielkości fizycznej).
Termodynamiczna s.t., zdefiniowana 1848 przez W. Thomsona (lorda Kelvina), stanowi podstawę współcz. termometrii. Jest określona przez: 1) zależność sprawności η cyklu Carnota od temp. termodynamicznych θ1 i θ2 chłodnicy i grzejnika: θ1/θ2 = 1 − η (spełnione dla dowolnego czynnika termodynamicznego i dowolnie przyjętej jednostki temp. termodynamicznej); 2) jeden punkt stały definicyjny, któremu przyporządkowano określoną wartość temp. termodynamicznej θ0 = X · [θ], gdzie X — wartość liczbowa, [θ] — przyjęta jednostka temp. termodynamicznej; stąd wynika definicja tej jednostki: jest to 1/X część wartości temp. θ0. Za stały punkt definicyjny przyjęto temp. punktu potrójnego czystej wody (o składzie izotopowym wód oceanicznych) i przez przyporządkowanie temu punktowi wartości 273,16 K otrzymano s.t., w której wyraża się termodynamiczną temp. Kelvina (oznaczenie T); jednostka — kelwin (K), jest zdefiniowana jako 1/273,16 część temp. termodynamicznej punktu potrójnego wody. W tej s.t. wyraża się też temp. Celsjusza (oznaczenie t), której jednostką jest stopień Celsjusza (°C). Wartości liczbowe temp. T i t, odpowiadające temu samemu stanowi termicznemu, spełniają zależność: {t} = {T} − 273,15, a więc: (t = 0°C) ≡ (T = 273,15 K). Jednostki — stopień Celsjusza i kelwin, są sobie równe i można je stosować do wyrażania różnic temperatury. Przyporządkowanie punktowi potrójnemu wody wartości 491,688°R (stopni Rankine’a) określa s.t., w której wyraża się termodynamiczną temp. Rankine’a (oznaczenie TR) oraz temp. Fahrenheita (tF), której jednostką jest stopień Fahrenheita (°F), przy czym dla tego samego stanu termicznego {tF} = {TR} − 459,67; obie jednostki są sobie równe. Temperaturę Rankine’a i Fahrenheita stosuje się w krajach, w których jest używany ang. lub amer. system miar. Identyczna z termodynamiczną s.t. jest skala temp. gazu doskonałego, oparta na właściwościach gazu doskonałego.
Odtwarzanie termodynamicznej s.t. jest bardzo trudne — pomiaru opartego na cyklu Carnota, który jest obiegiem teoret., w praktyce nie można zrealizować, a stosowanie termometrów gazowych (z gazem rzeczywistym), jako przyrządów odtwarzających tę s.t., wymaga nie tylko wprowadzenia niezbędnych poprawek, ale też użycia skomplikowanej i kosztownej aparatury. Dlatego od 1927 Generalne Konferencje Miar wprowadzały łatwiej odtwarzalne s.t. o charakterze empirycznym, przeznaczone do powszechnego stosowania, zw. Międzynarodowymi Skalami Temperatur (MST) lub Międzynarodowymi Praktycznymi Skalami Temperatur (MPST). Są one oparte na określonych punktach stałych definicyjnych i określonych przyrządach (wywzorcowanych w tych punktach), służących do wyznaczania wartości temp. między punktami stałymi na podstawie podanych w tab. funkcji interpolacyjnych (określających zależność między temp. a wskazaniami przyrządu w danym zakresie temp.). W miarę doskonalenia metod pomiarowych kolejne wersje tej s.t. (MST-27, MST-48 — znowelizowana jako MPST-60, MPST-68 — znowelizowana 1975, MST-90) obejmowały coraz szerszy zakres temp. i odznaczały się coraz lepszą zgodnością ze skalą termodynamiczną. Międzynarodowa Skala Temperatury 1990 (MST-90) została przyjęta 1989 przez Międzynar. Kom. Miar na polecenie XVIII Generalnej Konferencji Miar (1987). W Polsce jako państw. s.t. wprowadzono MST-90 w 1996 (Zarządzenie nr 161 prezesa Gł. Urzędu Miar w Dzienniku Urzędowym Miar i Probiernictwa 1996 nr 27). W MST-90 wyraża się temp. międzynar. Kelvina (T90) w kelwinach i temp. międzynar. Celsjusza (t90) w stopniach Celsjusza, a relacje między wartościami liczbowymi T90 i t90 są takie, jak między T i t w termodynamicznej s.t. Skrócone dane dotyczące tej skali przedstawia tabela.
Stosowane ob. s.t. powstały w wyniku przekształceń dawniej stosowanych s.t. Były nimi: skala Celsjusza (jednostka — stopień Celsjusza, °C) oparta na 2 punktach stałych definicyjnych: temperatura topnienia lodu (0°C) i temp. wrz. wody (100°C); podstawę interpolacji pocz. stanowiła temp. rozszerzalność objętościowa rtęci (przyjmowano liniową zależność objętości od temp.); kolejne przekształcenia tej s.t. doprowadziły do MST-90; skala Fahrenheita (jednostka — stopień Fahrenheita, °F) oparta pocz. na 2 punktach stałych: temperatura topnienia mieszaniny śniegu z salmiakiem (0°F) i temp. ciała ludzkiego (100°F), potem zdefiniowana przez przyporządkowanie punktowi 32°F tej skali wartości 0°C, a punktowi 212°F wartości 100°C; dotąd używana w krajach stosujących ang. lub amer. system miar; skala Réaumura (jednostka — stopień Réaumura, °R) oparta na tych samych punktach stałych definicyjnych, co skala Celsjusza; punktom przyporządkowano wartości: 0°R i 80°R; ob. nie stosowana.
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia