[科普中国]-温标

经验温标

早期的温标为经验温标，是借助于某一种物质的物理量与温度变化的关系，用实验方法或经验公式所确定的温标。1714年德国人法伦海脱，以水银为测温介质，以水银的体积随温度的变化为依据，制成玻璃水银温度计。他规定水的沸腾温度为212度，氯化氨和冰的混合物为0度，这两个固定点中间等分为212份，每一份为1度记作°F。这种标定温度的方法称为华氏温标。1740年瑞典人摄氏把冰点定为0度，把水的沸点定为100度。用这两个固定点来分度玻璃水银温度计，将两个固定点之间的距离等分为100份，每一份为1度，记作℃。这种标定温度的方法称为摄氏温标。还有一些类似的经验温标，如兰氏、列氏等，都有各自相应的内容。1

热力学温标经验温标具有局限性和随意性两个缺点，不能适用于任意地区和任何场合。物理学家开尔文提出，在可逆条件下，工作于两个热源之间的卡诺热机与两个热源之间交换热量之比等于两个热源热力学温度数值之比1：

（1）

式中 Q1—卡诺热机从高温热源吸收的热量；

Q2—卡诺热机向低温热源放出的热量；

T1—高温热源的温度；

T2—低温热源的温度；

由式（1）看出温度T是热量Q的函数，而与工质无关。1848年开尔文建议，利用卡诺定理及其推论，可以建立一个与工质无关的温标，即热力学温标，热力学温标所确定的温度数值称为热力学温度（单位为K）。假设待测热源的热力学温度为T，一个标准热源的热力学温度已知为273.16K（水三相点），利用卡诺热机测温，令TS=273.16K，则由式（1）有1：

（2）

式中 QS—卡诺热机向标准热源放出的热量。

如果能用卡诺热机测出比值Q/QS，则可由式（2）求得待测热源的热力学温度。式（2）可称为热力学温标的内插方程。

国际温标热力学温标是一种理想温标。用气体温度计来实现热力学温标，设备复杂，价格昂贵。为了实用方便，国际上经协商，决定建立国际实用温标。1

自1927年第七届国际计量大会建立国际温标（ITS-27）以来，为了更好地符合热力学温标，大约每隔20年进行一次重大修改。国际温标做重大修改的原因，主要是由于温标的基本内容（即所谓温标“三要素”）发生变化。1988年国际度量衡委员会推荐，第十八届国际计量大会及77届国际计量委员会作出决议，从1990年1月1日开始，各国开始采用1990年国际温标（ITS-90）。我国是从1994年1月1日开始，各国开始采用1990年国际温标（ITS-90）。我国是从1994年1月1日起全面实行国际新温标的。1

国际温标同时使用国际开尔文温度（T90）和国际摄氏温度（t90），它们的单位分别是“K”和“℃”。T90与t90的关系是1：

（3）

1990年国际温标，是以定义固定点温度指定值以及在这些固定点上分度过的标准仪器来实现热力学温标的，各固定点间的温度是依据内插公式使标准仪器的示值与国际温标的温度值相联系。各国根据国际实用温标的规定，相应地建立其自己国家的温度温标。1