Shkallët e temperaturës

sistemet e vlerave të krahasueshme numerike të temperaturës (Shih Temperatura). temperatura nuk është një sasi e matshme drejtpërdrejt; vlera e tij përcaktohet nga ndryshimi i temperaturës së çdo vetie fizike të një lënde termometrike të përshtatshme për matje (shih Termometria). Pasi të keni zgjedhur një substancë dhe veti termometrike, është e nevojshme të vendosni pikën fillestare të referencës dhe madhësinë e njësisë së temperaturës - gradë. Kështu përcaktohen T. sh empirike. Në T. sh. Zakonisht, regjistrohen dy temperatura kryesore, që korrespondojnë me pikat e ekuilibrit fazor të sistemeve me një përbërës (të ashtuquajturat pika referimi ose konstante), distanca midis të cilave quhet intervali kryesor i temperaturës së shkallës. Përdoren pikat e mëposhtme të referencës: pika e trefishtë e ujit, pika e vlimit të ujit, hidrogjenit dhe oksigjenit, pikat e ngurtësimit të argjendit, arit etj. Madhësia e një intervali njësi (njësia e temperaturës) përcaktohet si një fraksion i caktuar i intervali kryesor. Për fillimin e numërimit mbrapsht T. sh. merrni një nga pikat e referencës. Kështu mund të përcaktoni T. sh. empirike (të kushtëzuara). nga çdo veti termometrike X. Nëse pranojmë se lidhja ndërmjet X dhe temperatura tështë lineare, pastaj temperatura t x = n(x t - X 0) / (x n -x 0), Ku x t , x 0 dhe x n - vlerat numerike të vetive X në një temperaturë t në pikat e fillimit dhe mbarimit të intervalit kryesor, ( x n -x 0) /n- madhësia e shkallës, P- numri i ndarjeve të intervalit kryesor.

Në shkallën Celsius (Shih shkallën Celsius) , për shembull, temperatura në të cilën uji ngurtësohet (shkrihet akulli) merret si pikënisje, intervali kryesor midis pikave të ngurtësimit dhe vlimit të ujit ndahet në 100 pjesë të barabarta; n = 100).

T. sh. pra përfaqëson një sistem vlerash të njëpasnjëshme të temperaturës të lidhura në mënyrë lineare me vlerat e sasisë fizike të matur (kjo sasi duhet të jetë një funksion i paqartë dhe monoton i temperaturës). Në përgjithësi, T. sh. mund të ndryshojnë në vetitë termometrike (kjo mund të jetë zgjerim termik i trupave, ndryshime në rezistencën elektrike të përcjellësve me temperaturë, etj.), Në ​​substancën termometrike (gaz, lëng, i ngurtë), dhe gjithashtu varet nga pikat e referencës. Në rastin më të thjeshtë, T. sh. ndryshojnë në vlerat numerike të miratuara për të njëjtat pika referimi. Kështu, në shkallët Celsius (°C), Reaumur (°R) dhe Fahrenheit (°F), vlera të ndryshme të temperaturës u caktohen pikave të shkrirjes së akullit dhe pikave të vlimit të ujit në presion normal. Raporti për konvertimin e temperaturës nga një shkallë në tjetrën:

n°C = 0,8 n°R = (1.8 n+32) °F.

Rillogaritja e drejtpërdrejtë për zonat e temperaturës që ndryshojnë në temperaturat bazë është e pamundur pa të dhëna eksperimentale shtesë. T. sh., të ndryshme në vetitë termometrike ose substancën, janë dukshëm të ndryshme. Një numër i pakufizuar i matjeve empirike të temperaturës që nuk përkojnë me njëra-tjetrën është i mundur, pasi të gjitha vetitë termometrike janë të lidhura me temperaturën në mënyrë jolineare dhe shkalla e jolinearitetit është e ndryshme për veti të ndryshme, dhe temperatura reale e matur duke përdorur metodën empirike të matjes së temperaturës quhet kushtëzuar ("merkur", "temperatura e platinit, etj.), Njësia e saj është një shkallë konvencionale. Ndër empirike T. sh. Një vend të veçantë zënë luspat e gazit, në të cilat gazet shërbejnë si lëndë termometrike (“azoti”, “hidrogjeni”, “helium” T. shkallë). Këto T. sh. më pak se të tjerët varen nga gazi i përdorur dhe mund të sillen (duke bërë korrigjime) në gazin teorik T. sh. Avogadro, i vlefshëm për një gaz ideal (shih termometrin e gazit). Absolute empirike T. sh. quhet një shkallë zeroja absolute e së cilës korrespondon me temperaturën në të cilën vlera numerike e një vetie fizike x = 0(për shembull, në gazin T. sh. Avogadro, temperatura zero absolute i përgjigjet presionit zero të një gazi ideal). temperatura t (x) (sipas T. sh. empirike) dhe T (X) (sipas T. sh. empirike absolute) lidhen me relacionin T (X) =t (x) +T 0 (x), Ku T 0 (x- zero absolute e T. sh. empirike. (futja e zeros absolute është një ekstrapolim dhe nuk nënkupton zbatimin e saj).

E meta themelore e T. sh. empirike. - varësia e tyre nga substanca termometrike - mungon në teorinë termodinamike, bazuar në ligjin e dytë të termodinamikës (Shih ligjin e dytë të termodinamikës). Me rastin e përcaktimit të temperaturës termodinamike absolute. (shkalla e Kelvinit) vijnë nga cikli Carnot a. Nëse në ciklin Carnot trupi që përfundon ciklin thith nxehtësinë P 1 në temperaturë T 1 dhe jep nxehtësi Q 2 në temperaturë T 2, pastaj qëndrimi T1/T2 = P 1/ P 2 nuk varet nga vetitë e lëngut të punës dhe lejon sasi të arritshme për matje P 1 Dhe P 2 përcaktoni temperaturën absolute. Në fillim, intervali kryesor i kësaj shkalle u përcaktua nga pikat e shkrirjes së akullit dhe pika e vlimit të ujit në presionin atmosferik, njësia e temperaturës absolute që korrespondonte me Konferencën e Përgjithshme për Peshat dhe Masat) vendosi termodinamik T. sh. me një pikë referimi - pika e trefishtë e ujit, temperatura e së cilës merret të jetë 273.16 K (e saktë), që korrespondon me 0.01 °C. temperatura T në termodinamikë absolute T. sh. matur në Kelvin ah (K). Shkalla termodinamike e temperaturës, në të cilën matet temperatura për pikën e shkrirjes së akullit t= 0 °C, i quajtur centigrad. Marrëdhëniet midis temperaturave të shprehura në Celsius dhe shkallës termodinamike T absolute:

TK = t°C + 273.15K, n K =n°C ,

pra madhësia e njësive në këto peshore është e njëjtë. Në SHBA dhe disa vende të tjera ku është zakon të matet temperatura në shkallën Fahrenheit, T. sh. Rankin. Marrëdhënia midis shkallës Kelvin dhe Rankine: n K=1.8 n°Ra, sipas shkallës Rankine, pika e shkrirjes së akullit korrespondon me 491,67 °Ra, pika e vlimit të ujit është 671,67 °Ra.

Çdo T. sh. empirike. është reduktuar në T. termodinamik sh. futja e korrigjimeve duke marrë parasysh natyrën e marrëdhënies midis vetive termometrike dhe temperaturës termodinamike. Termodinamik T. sh. kryhet jo drejtpërdrejt (duke kryer një cikël Carnot me një substancë termometrike), por me ndihmën e proceseve të tjera që lidhen me temperaturën termodinamike. Në një diapazon të gjerë temperaturash (përafërsisht nga pika e vlimit të heliumit deri në pikën e ngurtësimit të arit), termodinamik T. sh. përkon me T. sh. Avogadro, kështu që temperatura termodinamike përcaktohet nga temperatura e gazit, e cila matet me një termometër gazi. Në temperatura më të ulëta, termodinamika T. sh. kryhet sipas varësisë nga temperatura e ndjeshmërisë magnetike të materialeve paramagnetike (shiko Temperaturat e ulëta) , në nivele më të larta - sipas matjeve të intensitetit të rrezatimit të një trupi absolutisht të zi (shih Pirometria) . Kryen T. sh. termodinamike. edhe me ndihmën e T. sh. Avogadro është shumë kompleks, kështu që në vitin 1927 u miratua Shkalla Ndërkombëtare Praktike e Temperaturës (IPTS), e cila përkon me shkallën termodinamike T.. me shkallën e saktësisë që është eksperimentalisht e arritshme. Të gjitha instrumentet matëse të temperaturës janë të kalibruar në MPTS.

Lit.: Popov M. M., Termometria dhe kalorimetria, botimi i dytë, M., 1954; Gordov A.N., Shkallët e temperaturës, M., 1966; Burdun G.D., Manual i Sistemit Ndërkombëtar të Njësive, M., 1971; GOST 8.157-75. Shkallët praktike të temperaturës.

D. I. Sharevskaya.


Enciklopedia e Madhe Sovjetike. - M.: Enciklopedia Sovjetike. 1969-1978 .

  • Stresi i temperaturës
  • Diferenca e temperaturës

Shihni se çfarë janë "Shkallët e temperaturës" në fjalorë të tjerë:

    SHKALLA E TEMPERATURËS- sistemet e vlerave të krahasueshme numerike të temperaturës. Ekzistojnë shkallë termodinamike absolute të temperaturës (shkalla Kelvin) dhe shkallë të ndryshme empirike të temperaturës, të realizuara duke përdorur vetitë e substancave të varura nga temperatura... ... Fjalori i madh enciklopedik

    SHKALLA E TEMPERATURËS- SHKALLAT E TEMPERATURËS, sisteme të vlerave të krahasueshme numerike të temperaturës. Ekzistojnë shkallë absolute të temperaturës termodinamike, të cilat bazohen në disa veti të një substance që varet nga temperatura (zgjerimi termik, ... ... Enciklopedia moderne

    SHKALLA E TEMPERATURËS- sisteme me vlera të krahasueshme të temperaturës. Temperatura nuk mund të matet drejtpërdrejt; vlera e tij përcaktohet nga ndryshimi i temperaturës në kl. i përshtatshëm për matje fizike. holy va in va (shih TEROMETRI). Termometrike vom x mund të jetë presioni i gazit... Enciklopedia fizike- sisteme të vlerave të krahasueshme numerike të temperaturës. Për të ndërtuar T. sh. Ju duhet të zgjidhni pikën e referencës së temperaturës dhe madhësinë e njësisë së temperaturës (shkallë). Ekziston një temperaturë termodinamike absolute. (shkalla Kelvin) dhe empirike të ndryshme... Fjalor Astronomik

    SHKALLA E TEMPERATURËS- sisteme të vlerave të krahasueshme numerike të temperaturës. Ka abs. termodinamik T. sh. (shkalla e Kelvinit) dhe zbërtheje. empirike T. sh., realizuar duke përdorur vetitë në v, në varësi të temperaturës (zgjerimi termik, ndryshimi i rezistencës elektrike me temperaturën ... ... Shkenca natyrore. fjalor enciklopedik

    Shkallët e temperaturës- sipas një sekuence vlerash, duke pasqyruar një grup të renditur temperaturash me vlera të ndryshme. Sipas sistemit SI, shkalla e temperaturës termodinamike (kryesore) nuk varet nga lloji i substancave termometrike dhe ka një pikë referimi të trefishtë... ... Fjalor Enciklopedik i Metalurgjisë

    SHKALLA E TEMPERATURËS- sekuencat e vlerave që pasqyrojnë një grup të renditur temperaturash me vlera të ndryshme. Sipas sistemit SI, shkalla e temperaturës termodinamike (kryesore) nuk varet nga lloji i substancës termometrike dhe ka një pikë referimi të trefishtë... ... Fjalori metalurgjik

    Gradë Celsius- (simboli: °C) një njësi matëse e temperaturës e përdorur gjerësisht, e përdorur në Sistemin Ndërkombëtar të Njësive (SI) së bashku me kelvinin ... Wikipedia

Aktualisht, shkalla praktike ndërkombëtare e temperaturës MPSHT-68 rekomandohet për përdorim. Njësia e temperaturës është Kelvin (K). Temperatura e përcaktuar në këtë shkallë quhet termodinamike T(Për shembull, T= 300 K).

Është gjithashtu e mundur të përdoret temperatura t në shkallën Celsius, të përcaktuar nga shprehja

t = T - 273,15. (2)

Kjo temperaturë shprehet në gradë Celsius °C (për shembull, t = 20 °C). Kelvin dhe gradë Celsius kanë të njëjtën madhësi dhe janë të dyja të barabarta me 1/100 të diferencës midis pikave të vlimit dhe ngrirjes së ujit në presionin atmosferik.

Shkallët Kelvin dhe Celsius ndryshojnë vetëm në pikën e referencës: zeroja në shkallën Kelvin është zhvendosur poshtë me 273.15 K në krahasim me shkallën Celsius. Temperatura në shkallën Celsius mund të jetë negative t < 0 °С, тогда как термодинамическая температура всег­да положительнаT> 0. Ndërsa temperatura termodinamike i afrohet zeros ( T > 0) brenda trupit, molekulat ngadalësojnë gradualisht lëvizjen e tyre vibruese pranë gjendjes së ekuilibrit, dhe kur T= 0 ndalon.

"Rojtarët" e veçantë të shkallëve të temperaturës janë temperaturat konstante të ekuilibrit fazor midis dy ose tre fazave të një substance: temperaturat e vlimit dhe ngurtësimit, temperaturat e pikës së trefishtë. Këto vlera të temperaturës quhen pika referimi. Vlerat e pikave kryesore të referencës MPShT-68 janë dhënë në tabelë. 1.

Tabela 1. Pikat kryesore të referencës MPShT-68

Gjendja e ekuilibrit

Pika e trefishtë e hidrogjenit

Oksigjen me pikë trefishe

Pika e vlimit të oksigjenit

Pika e ngrirjes së ujit

Pika e trefishtë e ujit

Pika e vlimit të ujit

Pika e ngurtësimit të zinkut

Pika e ngurtësimit të argjendit

Pika e ngurtësimit të arit

Shkallët e temperaturës Fahrenheit ende përdoren mjaft shpesh jashtë vendit ( t, °F) dhe Rankine (T, °R). Ato shprehen si më poshtë në terma të temperaturave Celsius dhe Kelvin, përkatësisht:

t°С = (t° F - 32)/1,8; (3)

T = T° R / 1,8 . (4)

4. Metodat e matjes së temperaturës

Temperatura është një masë e energjisë kinetike të molekulave që përbëjnë një trup. Energjia kinetike e molekulave që përbëjnë trupin nuk mund të matet. Prandaj, për matjen e temperaturës përdoren metoda indirekte, në të cilat përdoret varësia e disa vetive të një lënde nga temperatura dhe ndryshimi i temperaturës gjykohet nga ndryshimet në këto veti. Veti të tilla janë vëllimi i substancës, presioni i avullit të ngopur, rezistenca elektrike, forca termoelektrmotore, rrezatimi termik etj.

Termometra të lëngshëm prej qelqi. Parimi i funksionimit të termometrave të lëngshëm të qelqit bazohet në zgjerimin termik të lëngjeve. Në mënyrë që ndryshimi i vëllimit të lëngut me një ndryshim në temperaturë të jetë qartë i dukshëm, zakonisht një tub me një kanal të hollë - një kapilar - është ngjitur me vëllimin e lëngut të mbyllur në rezervuar. Sipërfaqja e lirë e lëngut ndodhet në këtë kapilar, si rezultat i së cilës ndryshimet e vogla të temperaturës në vëllimin e lëngut shkaktojnë një lëvizje të madhe, qartë të dukshme të sipërfaqes së lirë të meniskut në kapilar. Në temperatura të njohura t 1 Dhe t 2 përcaktohen dy pozicione të meniskut, pas së cilës distanca midis tyre ndahet në segmente të barabarta, të barabarta në numër t 1 - t 2 . Termometri është i kalibruar në këtë mënyrë dhe vetëm pasi këto ndarje të jenë shënuar në peshore mund të përdoret për matje.

Termometrat e qelqit mund të përdoren për të matur temperaturat në intervalin nga -200 në +750 °C, por zakonisht deri në temperatura që nuk i kalojnë 150-200 °C. Për mbushjen e tyre, në varësi të diapazonit të temperaturave të matura, përdoren lëngje të ndryshme, zakonisht të ngjyrosura: merkur, toluen, alkool etilik etj.

Disavantazhet e termometrave të lëngshëm: madhësi relativisht e madhe, nevoja për të përcaktuar vizualisht temperaturën dhe pamundësia për të paraqitur leximet në formën e një sinjali elektrik.

Termometra rezistence. Termometrat e rezistencës përdorin vetinë e ndryshimit të rezistencës elektrike të metaleve kur ndryshon temperatura e tij. Termometrat e rezistencës përdoren për të matur një gamë të gjerë temperaturash. Termometri i rezistencës së platinit është një instrument referencë për matjen e temperaturave në intervalin nga 13,81 deri në 903,89 K. Dizajni i termometrit të rezistencës së platinit është paraqitur në Fig. 2. Teli platini me diametër 0,05-0,10 mm, i përdredhur në një spirale, është hedhur në një kornizë kuarci në formë helikoidi. Plumbat e bërë nga tela platini janë ngjitur në skajet e spirales. E gjithë pajisja vendoset në një tub mbrojtës kuarci. Rezistenca e një termometri platini zakonisht matet duke përdorur një metodë potenciometrike (diagrami i qarkut tregohet në Fig. 3).

Oriz. 2. Termometri me rezistencë platini: a - pjesë e ndjeshme, b - koka e termometrit; 1 - tub mbrojtës kuarci; 2 - kornizë kuarci; 3 - spirale e bërë nga tela platini; 4 - çon platini; 5 - vida kontakti; 6 - copë litari izolues

Në vend të platinit, metale të tjera ose materiale gjysmëpërçuese mund të përdoren në termometrat e rezistencës. Disavantazhi kryesor i termometrave të rezistencës janë dimensionet mjaft të mëdha të pjesës së ndjeshme.

Oriz. 3. Diagrami skematik i matjes së rezistencës së një termometri platini:

1 - potenciometër

Termometra termoelektrikë. Termometrat termoelektrikë (termoçiftet) përdoren gjerësisht si në praktikën laboratorike ashtu edhe në prodhimin industrial. Kjo është për shkak të vetive të tyre unike.

Një termoelement është dy përçues metalikë të ndryshëm (tela të metaleve të ndryshme) që përbëjnë një qark elektrik të përbashkët. Nëse temperaturat e lidhjeve (nyjeve) të përçuesve t 1 Dhe t 2 nuk janë të njëjta, atëherë lind termoEMF dhe rryma elektrike rrjedh nëpër qark. Arsyeja për shfaqjen e termoEMF është dendësia e ndryshme e elektroneve të lira në metale të ndryshme në të njëjtën temperaturë. Sa më i madh të jetë ndryshimi i temperaturës midis kryqëzimeve, aq më i madh është termoEMF. Vlera termoEMF përdoret për të gjykuar ndryshimin e temperaturës midis kryqëzimeve.

Elektrodat e termoelementit janë tela me diametër 0,1-3,2 mm. Përdoren termoçiftet e mëposhtme: platin-rodium-platin (nga 0 deri në 1300 °C), platin-rodium (nga 300 në 1600 °C), tungsten-renium (nga 0 në 2200 °C), kromel-alumel (nga - 200 në 1000 °C), kromel-kopel (nga -50 në 600 °C), bakër-kopel (nga -200 në 100 °C) dhe të tjera.

Kur matni temperaturën, një kryqëzim i qarkut të termoçiftit, i ashtuquajturi kryqëzim i ftohtë, ndodhet në 0 ° C (në shkrirjen e akullit në një balonë Dewar), dhe tjetri - kryqëzimi i nxehtë - është në mjedisin temperatura e të cilit duhet të të matet. Tabelat ThermoEMF për termoçiftet janë përpiluar posaçërisht për këtë rast. Nëse për ndonjë arsye nuk është e mundur të vendosni kryqëzimin e ftohtë në një mjedis me temperaturë 0 °C dhe është në temperaturën e dhomës (për shembull, në 20 °C), atëherë në këtë rast termoEMF që rezulton korrespondon me temperaturën dallimi në mes të kryqëzimeve të nxehta dhe të ftohta dhe gjatë përcaktimit të temperaturës është e nevojshme korrekte për kryqëzimin e ftohtë. Për ta bërë këtë, është e nevojshme të shtoni termoEMF-in e matur me termoEMF që korrespondon me temperaturën e kryqëzimit të ftohtë (20 °C) dhe nga vlera që rezulton të përcaktoni temperaturën duke përdorur tabelat.

Sipas diagramit të lidhjes, dallohen termoçiftet me një dhe dy kryqëzime të ftohta.

Fig.4. Llojet e termoçifteve: 1 – kryqëzim i nxehtë; 2 - kryqëzim i ftohtë

Diagrami i një termoçifti me një kryqëzim të ftohtë është paraqitur në Fig. 4, a. I gjithë qarku përbëhet nga dy përçues të ndryshëm. Një milivoltmetër është përfshirë në qark për të matur termoEMF.

Një qark me dy kryqëzime të ftohta është paraqitur në Fig. 4.6. Dallimi midis këtij qarku dhe qarkut të parë është se telat e bakrit futen në qarkun e termoçiftit. Telat e bakrit tregohen si një vijë e fortë. Kjo skemë zakonisht përdoret në praktikë për faktin se pajisja matëse mund të vendoset në një distancë të konsiderueshme nga vendi ku matet temperatura.

Një avantazh i rëndësishëm i termoçifteve dhe termometrave të rezistencës është se ato konvertojnë vlerat e matura të temperaturës në një sinjal elektrik. Kjo bën të mundur transmetimin e një sinjali në distanca të gjata, dhe gjithashtu përdorimin e tij si sinjal kontrolli në sistemet automatike të rregullimit dhe kontrollit.

Termometra me rreze infra të kuqe. Termometrat infra të kuqe përmbajnë një sensor shumë të ndjeshëm që konverton energjinë e rrezatimit infra të kuq (termik) nga sipërfaqja e një objekti në një sinjal elektrik. Ky informacion më pas konvertohet në të dhëna të temperaturës që shfaqen në mënyrë dixhitale në ekran. Marrëdhënia sasiore midis intensitetit të rrezatimit termik të një sipërfaqeje dhe temperaturës së saj përcaktohet nga ligji Stefan-Boltzmann për rrezatimin termik. Gama e matjes së temperaturës së një pajisjeje të tillë është nga -50 o C deri në 1500 o C.

Një termometër infra të kuqe ju lejon të matni temperaturën e sipërfaqes në mënyrë pa kontakt dhe në një distancë të konsiderueshme. Kjo e bën atë veçanërisht të përshtatshëm në rastet kur metodat e tjera të matjes së temperaturës janë të papërshtatshme. Për shembull, nëse keni nevojë të matni temperaturën e një objekti në lëvizje, një sipërfaqe të gjallë ose një sipërfaqe të vështirë për t'u arritur. Pajisja zakonisht bëhet në formën e një pistolete. Një tregues lazer përdoret për të zgjedhur një pikë matëse të temperaturës në sipërfaqe.

Temperatura dhe shkallët e temperaturës

Temperatura - shkalla e ngrohjes së substancës. Ky koncept bazohet në aftësinë e trupave (substancave) të ndryshme për të transferuar nxehtësinë tek njëri-tjetri në shkallë të ndryshme nxehjeje dhe për të qenë në një gjendje ekuilibri termik në temperatura të barabarta. Për më tepër, nxehtësia gjithmonë transferohet nga një trup me temperaturë më të lartë në një trup me temperaturë më të ulët. Temperatura mund të përkufizohet gjithashtu si një parametër i gjendjes termike të një substance, e përcaktuar nga energjia mesatare kinetike e lëvizjes së molekulave të saj. Nga këtu është e qartë se koncepti i "temperaturës" është i pazbatueshëm për një molekulë, sepse në çdo temperaturë të caktuar energjia e një molekule nuk mund të karakterizohet me një vlerë mesatare. Nga kjo dispozitë rezulton se koncepti i "temperaturës" është statistikor.

Temperatura matet me instrumente të quajtura termometra, baza e të cilave mund të bazohet në parime të ndryshme fizike. Aftësia për të matur temperaturën me pajisje të tilla bazohet në fenomenin e shkëmbimit termik midis trupave me shkallë të ndryshme të ngrohjes dhe ndryshimeve në vetitë e tyre fizike (termometrike) kur nxehen (ftohen).

Për të përcaktuar në mënyrë sasiore temperaturën, është e nevojshme të zgjidhni një ose një tjetër shkalla e temperaturës. Shkallët e temperaturës ndërtohen në bazë të disa vetive fizike të një substance, të cilat nuk duhet të varen nga faktorë të jashtëm dhe duhet të maten saktë dhe me lehtësi. Në fakt, nuk ka asnjë veti të vetme termometrike për trupat ose substancat termometrike që do të plotësonte plotësisht kushtet e specifikuara në të gjithë gamën e temperaturave të matura. Prandaj, shkallët e temperaturës përcaktohen për intervale të ndryshme të temperaturës, bazuar në supozimin arbitrar të një marrëdhënieje lineare

ndërmjet vetive të trupit termometrik dhe temperaturës. peshore të tilla quhen kushtëzuar dhe temperatura e matur prej tyre - e kushtëzuar.

4 Shkalla konvencionale e temperaturës përfshin një nga shkallët më të zakonshme - shkallën Celsius. Sipas kësaj shkalle, pikat e shkrirjes së akullit dhe pika e vlimit të ujit në presion normal atmosferik merren si kufij të diapazonit të matjes së kushtëzuar, dhe një e qindta e kësaj shkalle zakonisht quhet një gradë Celsius. (\ ME),

| Megjithatë, ndërtimi i një shkalle të tillë të temperaturës pa përdorur termometra të lëngshëm mund të çojë në një sërë vështirësish që lidhen me vetitë e lëngjeve termometrike të përdorura. Për shembull, leximet e termometrave të merkurit dhe alkoolit që funksionojnë në parimin e zgjerimit të lëngut do të jenë të ndryshme kur maten të njëjtën temperaturë për shkak të koeficientëve të ndryshëm të zgjerimit të tyre vëllimor.

| Prandaj, për të përmirësuar shkallën konvencionale të temperaturës, u propozua përdorimi i një termometër gazi duke përdorur gazra, vetitë e të cilave do të ndryshonin pak nga vetitë e një gazi ideal (hidrogjen, helium, azot, etj.).

Duke përdorur një termometër gazi, matja e temperaturës mund të bazohet në ndryshimet në vëllimin ose presionin e gazit në një sistem termik të mbyllur.

Në praktikë, një metodë e bazuar në matjen e presionit në një vëllim konstant është bërë më e përhapur, sepse është më i saktë dhe më i lehtë për t'u zbatuar.

Për të krijuar një shkallë të unifikuar të temperaturës që nuk lidhet me vetitë termometrike të substancave të ndryshme për një gamë të gjerë temperaturash, Kelvin propozoi një shkallë të temperaturës bazuar në ligjin e dytë të termodinamikës. Kjo shkallë quhet shkalla termodinamike e temperaturës.

Ai bazohet në dispozitat e mëposhtme:

Nëse, gjatë një cikli të kthyeshëm Carnot, një trup thith nxehtësinë 0, në temperaturën T dhe lëshon nxehtësi C? 3 në temperaturën T 2, atëherë duhet të respektohet barazia e mëposhtme:

QE,

P<Г (21)

Sipas parimeve të termodinamikës, ky raport nuk varet nga vetitë e lëngut punues.

I Shkalla e temperaturës termodinamike Kelvin filloi të përdoret si shkallë fillestare për shkallët e tjera të temperaturës që nuk varen nga vetitë termometrike të substancës punuese. Për të përcaktuar një shkallë në këtë shkallë, intervali midis pikave të shkrirjes së akullit dhe pikës së vlimit të ujit ndahet, si në shkallën Celsius, në njëqind pjesë të barabarta. Kështu, I П С rezulton të jetë i barabartë me ] °К

* Sipas kësaj shkalle, zakonisht quhet absolute Pika zero merret si një temperaturë 273.15° nën pikën e shkrirjes së akullit, e quajtur zero absolute. Teorikisht është vërtetuar se në këtë temperaturë pushon e gjithë lëvizja termike e molekulave të çdo substance, prandaj kjo shkallë është në një farë mase natyrë teorike.

Marrëdhënia e mëposhtme zbatohet midis temperaturës T, e shprehur në Kelvin, dhe temperaturës *, e shprehur në gradë Celsius:

1=T-T 0 , (2.2)

ku T 0 = 273,15 K.

Nga termometrat ekzistues, termometrat e gazit zbatojnë më saktë shkallën e temperaturës absolute në intervalin jo më të lartë se 1200 °C. Përdorimi i këtyre termometrave në temperatura më të larta përballet me vështirësi të mëdha, përveç kësaj, termometrat me gaz janë pajisje mjaft komplekse dhe të mëdha, gjë që është e papërshtatshme për qëllime praktike. Prandaj, për riprodhimin praktik dhe të përshtatshëm të shkallës termodinamike në diapazon të gjerë të ndryshimeve të temperaturës, praktike ndërkombëtare

kabinete të temperaturës (MPTS). Aktualisht, është në fuqi shkalla e temperaturës MPTS-68, e miratuar në vitin 1968, ndërtimi i së cilës bazohet në pika referimi të përcaktuara nga gjendja fazore e substancave. Këto pika referimi përdoren për të standardizuar temperaturat në intervale të ndryshme, të cilat janë dhënë në tabelë. 2.1.

Shkallët e temperaturës

Shkalla e temperaturës është një marrëdhënie numerike funksionale specifike midis temperaturës dhe vlerave të vetive termometrike të matura. Në këtë drejtim, duket e mundur të ndërtohet një shkallë e temperaturës bazuar në zgjedhjen e çdo vetie termometrike. Në të njëjtën kohë, nuk ka asnjë veti të vetme termometrike që ndryshon në mënyrë lineare me

ndryshimet e temperaturës dhe nuk varet nga faktorë të tjerë në një gamë të gjerë të matjeve të temperaturës. Peshorja e parë u shfaq në shekullin e 18-të. Për ndërtimin e tyre, u zgjodhën dy pika referimi t 1 Dhe t 2, që përfaqëson temperaturat e ekuilibrit fazor të substancave të pastra. Diferenca e temperaturës t 1 – t 2 quhet diapazoni kryesor i temperaturës.

Fahrenheit (1715), Reaumur (1776) dhe Celsius (1742) gjatë ndërtimit të shkallëve u bazuan në supozimin e një marrëdhënie lineare midis temperaturës t dhe veti termometrike, e cila u përdor si zgjerim i vëllimit të lëngut V(formula 14.27) /8/

t=a+bV,(14.27)

Ku A Dhe b- koeficientët konstant.

Zëvendësimi në ekuacionin (14.27) V=V 1 në t=t 1 Dhe V=V 2 në t=t 2, pas transformimeve fitojmë ekuacionin (14.28) të shkallës së temperaturës /8/

Në shkallët Fahrenheit, Reaumur dhe Celsius, pika e shkrirjes së akullit t 1 korrespondonte me +32, 0 dhe 0 °, dhe pikën e vlimit të ujit t 2 - 212, 80 dhe 100°. Intervali kryesor t 2 – t 1 në këto shkallë ndahet në përputhje me rrethanat në N= 180, 80 dhe 100 pjesë të barabarta, dhe 1/N një pjesë e çdo intervali quhet një shkallë Fahrenheit - t° F, shkalla Reaumur - t° R dhe gradë Celsius - t °С. Kështu, për shkallët e ndërtuara sipas këtij parimi, shkalla nuk është një njësi matëse, por paraqet një interval njësi - shkallën e shkallës.

Për të kthyer temperaturën nga një shkallë e specifikuar në një tjetër, përdorni relacionin (14.29)

t°С= 1,25° R=-(5/9)( - 32), (14.29)

Më vonë u zbulua se leximet e termometrave me substanca të ndryshme termometrike (për shembull, merkur, alkool, etj.), duke përdorur të njëjtën veti termometrike dhe një shkallë uniforme të shkallës, përkojnë vetëm në pikat e referencës, dhe në pika të tjera leximet ndryshojnë. Kjo e fundit është veçanërisht e dukshme kur matni temperaturat, vlerat e të cilave ndodhen larg intervalit kryesor.

Kjo rrethanë shpjegohet me faktin se lidhja midis temperaturës dhe vetive termometrike është në të vërtetë jolineare dhe ky jolinearitet është i ndryshëm për substanca të ndryshme termometrike. Në veçanti, në rastin në shqyrtim, jolineariteti midis temperaturës dhe ndryshimit të vëllimit të lëngut shpjegohet me faktin se koeficienti i temperaturës së zgjerimit vëllimor të vetë lëngut ndryshon me temperaturën dhe ky ndryshim është i ndryshëm për lëngje të ndryshme pikash.

Bazuar në parimin e përshkruar të ndërtimit, mund të merret çdo numër i shkallëve të temperaturës që ndryshojnë ndjeshëm nga njëra-tjetra. Shkallët e tilla quhen konvencionale, dhe shkallët e këtyre shkallëve quhen shkallë konvencionale. Problemi i krijimit të një shkalle të temperaturës të pavarur nga vetitë termometrike të substancave u zgjidh në 1848 nga Kelvin, dhe shkalla që ai propozoi u quajt termodinamike. Ndryshe nga shkallët konvencionale të temperaturës, shkalla termodinamike e temperaturës është absolute.

Shkalla termodinamike e temperaturës bazuar në përdorimin e ligjit të dytë të termodinamikës. Në përputhje me këtë ligj, efikasiteti i një motori ngrohjeje që funksionon në një cikël të kthyeshëm Carnot përcaktohet vetëm nga temperaturat e ngrohësit. T N dhe frigorifer T X dhe nuk varet nga vetitë e substancës punuese, kështu që efikasiteti llogaritet duke përdorur formulën (14.30) /8/

(14.30)

Ku Q N Dhe Q X- respektivisht sasia e nxehtësisë që merr lënda punuese nga ngrohësi dhe i jepet frigoriferit.

Kelvin propozoi përdorimin e barazisë (14.31) /8/ për të përcaktuar temperaturën

T N /T X = Q N /Q X , (14.31)

Prandaj, duke përdorur një objekt si ngrohës dhe një tjetër si frigorifer dhe duke kryer një cikël Carnot midis tyre, është e mundur të përcaktohet raporti i temperaturës së objekteve duke matur raportin e nxehtësisë që merret nga një objekt dhe i jepet tjetrit. Shkalla e temperaturës që rezulton nuk varet nga vetitë e substancës punuese (termometrike) dhe quhet shkalla absolute e temperaturës. Në mënyrë që temperatura absolute (dhe jo vetëm raporti) të ketë një vlerë të caktuar, u propozua të merret diferenca në temperaturat termodinamike midis pikave të vlimit të ujit. T HF dhe shkrirja e akullit T TL e barabartë me 100°. Miratimi i një vlere të tillë të diferencës ndoqi qëllimin e ruajtjes së vazhdimësisë së shprehjes numerike të shkallës së temperaturës termodinamike nga shkalla e temperaturës Celsius gradë Celsius. Kështu, duke treguar sasinë e nxehtësisë së marrë nga ngrohësi (uji i vluar) dhe i dhënë në frigorifer (shkrirja e akullit), përkatësisht, nga Q HF Dhe Q TL dhe duke pranuar T KV – T TL ==100, duke përdorur (14.31), marrim barazinë (14.32) dhe (14.33)

(14.32)

(14.33)

Për çdo temperaturë T ngrohës me një vlerë konstante të temperaturës T TL frigorifer dhe sasia e nxehtësisë Q TL, që i jepet nga substanca punuese e makinës Carnot, do të kemi barazinë (14.34) /8/

(14.34)

Shprehja (14.34) është ekuacioni shkalla e temperaturës termodinamike celsius dhe tregon se vlera e temperaturës T në këtë shkallë lidhet në mënyrë lineare me sasinë e nxehtësisë P, e përftuar nga substanca e punës e një motori termik kur ai kryen një cikël Carnot dhe, si pasojë, nuk varet nga vetitë e substancës termometrike. Një shkallë e temperaturës termodinamike merret si diferenca midis temperaturës së trupit dhe temperaturës së shkrirjes së akullit në të cilën puna e kryer në ciklin e kthyeshëm Carnot është e barabartë me 1/100 e punës së bërë në ciklin Carnot midis pikës së vlimit të uji dhe temperatura e shkrirjes së akullit (me kusht që në të dy ciklet sasia e nxehtësisë që i jepet frigoriferit të jetë e njëjtë). Nga shprehja (14.30) del se në vlerën maksimale duhet të jetë e barabartë me zero T X. Kjo temperaturë më e ulët u quajt zero absolute nga Kelvin. Temperatura në shkallën termodinamike shënohet me T K. Nëse në shprehjen që përshkruan ligjin e gazit Gay-Lussac: (ku Ro - presion në t=0 °С; është koeficienti i temperaturës së presionit), zëvendësoni vlerën e temperaturës të barabartë me - , pastaj presionin e gazit Pt do të bëhet e barabartë me zero. Është e natyrshme të supozohet se temperatura në të cilën sigurohet presioni maksimal minimal i gazit është në vetvete minimumi i mundshëm dhe merret si zero në shkallën absolute Kelvin. Prandaj, temperatura absolute është.

Nga ligji Boyle-Mariote dihet se për gazet koeficienti i temperaturës së presionit a është i barabartë me koeficientin e temperaturës së zgjerimit vëllimor. Eksperimentalisht u zbulua se për të gjithë gazrat në presione që priren në zero, në intervalin e temperaturës 0-100 °C, koeficienti i temperaturës së zgjerimit vëllimor = 1/273,15.

Kështu, vlera zero absolute e temperaturës korrespondon me °C. Temperatura e shkrirjes së akullit në një shkallë absolute do të jetë Se==273.15 K. Çdo temperaturë në shkallën absolute të Kelvinit mund të përkufizohet si (ku t temperatura në °C). Duhet të theksohet se një shkallë Kelvin (1 K) korrespondon me një shkallë Celsius (1 °C), pasi të dyja shkallët bazohen në të njëjtat pika referimi. Shkalla e temperaturës termodinamike, e bazuar në dy pika referimi (temperatura e shkrirjes së akullit dhe pika e vlimit të ujit), kishte saktësi të pamjaftueshme të matjes. Është praktikisht e vështirë të riprodhohen temperaturat e këtyre pikave, pasi ato varen nga ndryshimet në presion, si dhe nga papastërtitë e vogla në ujë. Kelvin dhe, pavarësisht nga ai, D.I Mendeleev shprehën konsiderata rreth këshillueshmërisë së ndërtimit të një shkalle termodinamike bazuar në një pikë referimi. Komiteti Këshillimor për Termometrinë i Komitetit Ndërkombëtar të Peshave dhe Masave në vitin 1954 miratoi një rekomandim për të kaluar në përcaktimin e një peshore termodinamike duke përdorur një pikë të vetme referimi - pikën e trefishtë të ujit (pika e ekuilibrit të ujit në të ngurtë, të lëngët dhe fazat e gazta), e cila riprodhohet lehtësisht në enë speciale me gabim jo më shumë se 0,0001 K. Temperatura e kësaj pike merret 273,16 K, d.m.th. më e lartë se temperatura e pikës së shkrirjes së akullit me 0,01 K. Ky numër u zgjodh në mënyrë që vlerat e temperaturës në shkallën e re praktikisht të mos ndryshojnë nga shkalla e vjetër e Celsiusit me dy pika referimi. Pika e dytë e referencës është zero absolute, e cila nuk realizohet eksperimentalisht, por ka një pozicion rreptësisht të fiksuar. Në vitin 1967, Konferenca e Përgjithshme XIII mbi Peshat dhe Masat sqaroi përkufizimin e njësisë së temperaturës termodinamike si më poshtë: "Kelvin-1/273.16 pjesë e temperaturës termodinamike të pikës së trefishtë të ujit." Temperatura termodinamike gjithashtu mund të shprehet në gradë Celsius: t= T- 273.15 K. Rëndësi të madhe teorike dhe themelore ka përdorimi i ligjit të dytë të termodinamikës, i propozuar nga Kelvin për të vendosur konceptin e temperaturës dhe për të ndërtuar një shkallë termodinamike absolute të temperaturës, e pavarur nga vetitë e substancës termometrike. Sidoqoftë, zbatimi i kësaj shkalle duke përdorur një motor ngrohjeje që funksionon në një cikël të kthyeshëm Carnot si termometër është praktikisht i pamundur.

Temperatura termodinamike është ekuivalente me temperaturën termike të gazit të përdorur në ekuacionet që përshkruajnë ligjet ideale të gazit. Shkalla e temperaturës gaz-termike është ndërtuar mbi bazën e një termometri gazi, në të cilin një gaz me veti që i afrohet një gazi ideal përdoret si një substancë termometrike. Kështu, termometri i gazit është një mjet praktik për riprodhimin e shkallës termodinamike të temperaturës. Termometrat e gazit vijnë në tre lloje: vëllim konstant, presion konstant dhe temperaturë konstante. Zakonisht përdoret një termometër gazi me vëllim konstant (Figura 14.127), në të cilin ndryshimi i temperaturës së gazit është proporcional me ndryshimin e presionit. Një termometër gazi përbëhet nga një cilindër 1 dhe tub lidhës 2, mbushur përmes valvulës 3 hidrogjen, helium ose azot (për temperatura të larta). Tub lidhës 2 lidhur me celularin 4 matës presioni me dy tuba, i cili ka një tub 5 mund të zhvendoset lart ose poshtë falë zorrës lidhëse fleksibël 6. Kur temperatura ndryshon, vëllimi i sistemit të mbushur me gaz ndryshon dhe për ta sjellë atë në vlerën e tij origjinale, tubi 5 lëvizni vertikalisht deri në nivelin e merkurit në tub 4 nuk përkon me boshtin X-X. Në këtë rast, kolona e merkurit në tub 5, matur nga niveli X-X, do të korrespondojë me presionin e gazit R në një cilindër.

Figura 14.127 – Diagrami i termometrit të gazit

Temperatura e matur në mënyrë tipike T përcaktohet në lidhje me një pikë referimi, për shembull, në lidhje me temperaturën e pikës së trefishtë të ujit T0, në të cilën do të jetë presioni i gazit në cilindër Ro. Temperatura e dëshiruar llogaritet duke përdorur formulën (14.35)

(14.35)

Termometrat e gazit përdoren në rangun ~ 2- 1300 K. Gabimi i termometrave të gazit është në intervalin 3-10-3 - 2-10-2 K në varësi të temperaturës së matur. Arritja e një saktësie kaq të lartë matjeje është një detyrë komplekse që kërkon të merren parasysh faktorë të shumtë: devijimet e vetive të një gazi të vërtetë nga ai ideal, prania e papastërtive në gaz, thithja dhe desorbimi i gazit nga muret e cilindrit. , difuzioni i gazit nëpër mure, ndryshimi i vëllimit të cilindrit nga temperatura, shpërndarja e temperaturës përgjatë tubit lidhës.

Për shkak të kompleksitetit të lartë të punës me termometra me gaz, u bënë përpjekje për të gjetur metoda më të thjeshta për riprodhimin e shkallës së temperaturës termodinamike.

Bazuar në hulumtimet e kryera në vende të ndryshme në Konferencën e Përgjithshme të VII për Peshat dhe Masat në vitin 1927, u vendos që të zëvendësohet shkalla termodinamike. shkalla "praktike" e temperaturës dhe thirre atë shkallë ndërkombëtare e temperaturës. Kjo shkallë ishte në përputhje me shkallën termodinamike të gradës celsius aq afër sa lejonte niveli i njohurive në atë kohë.

Për të ndërtuar shkallën ndërkombëtare të temperaturës, u zgjodhën gjashtë pika referimi të riprodhueshme, vlerat e temperaturës së të cilave në shkallën termodinamike u matën me kujdes në vende të ndryshme duke përdorur termometra gazi dhe u pranuan rezultatet më të besueshme. Duke përdorur pikat e referencës, instrumentet e referencës janë kalibruar për të riprodhuar shkallën ndërkombëtare të temperaturës. Në intervalet midis pikave të referencës, vlerat e temperaturës llogariten duke përdorur formulat e propozuara të interpolimit, të cilat vendosin një lidhje midis leximeve të instrumenteve të referencës dhe temperaturës në shkallë ndërkombëtare. Në 1948, 1960 dhe 1968 Në dispozitat për shkallën ndërkombëtare të temperaturës u bënë një sërë sqarimesh dhe plotësimesh, pasi në bazë të metodave të përmirësuara të matjes u zbuluan dallime ndërmjet kësaj shkalle dhe shkallës termodinamike, veçanërisht në rajonin e temperaturave të larta, si dhe për shkak të nevojës. për të zgjeruar shkallën e temperaturës në temperatura më të ulëta. Aktualisht, është në fuqi një shkallë e përmirësuar e miratuar në Konferencën XIII mbi Peshat dhe Masat e quajtur "Shkalla praktike ndërkombëtare e temperaturës 1968" (MPTP-68). Termi "praktik" tregon se kjo shkallë e temperaturës në përgjithësi nuk është e njëjtë me shkallën termodinamike. Temperaturat MPTSH-68 ofrohen me një indeks ( T 68 ose t 68).

MPTS-68 bazohet në 11 pika referimi kryesore të paraqitura në tabelën 9. Së bashku me ato kryesore, ka 27 pika referimi dytësore, që mbulojnë diapazonin e temperaturës nga 13,956 në 3660 K (nga - 259,194 në 3387 °C). Temperaturat numerike të dhëna në tabelën 14.4 korrespondojnë me shkallën termodinamike dhe përcaktohen duke përdorur termometra me gaz.

Një konvertues termik i rezistencës së platinit përdoret si një termometër referencë në intervalin e temperaturës nga 13,81 në 903,89 K (630,74 °C - pika e ngurtësimit të antimonit - një pikë referimi dytësore). Ky interval ndahet në pesë nënintervale, për secilën prej të cilave formulat e interpolimit përcaktohen në formë polinomesh deri në shkallën e katërt. Në intervalin e temperaturës nga 903.89 në 1337.58 K, përdoret një termometër termoelektrik referencë platin-platin-rodium. Formula e interpolimit që lidh forcën termoelektrmotore me temperaturën është këtu një polinom i shkallës së dytë.

Për temperaturat mbi 1337.58 K (1064.43°C), MPTS-68 riprodhohet duke përdorur një termometër pothuajse monokromatik duke përdorur ligjin e rrezatimit të Planck.

Tabela 14.4 - Pikat kryesore të referencës MPTSH-68

Temperatura është parametri më i rëndësishëm mjedisor (EP). Temperatura e OS karakterizon shkallën e ngrohjes, e cila përcaktohet nga energjia e brendshme kinetike e lëvizjes termike të molekulave. Temperatura mund të përcaktohet si një parametër i gjendjes termike. Për të krahasuar shkallën e ngrohjes së trupave, ai përdor një ndryshim në ndonjë nga vetitë fizike të tyre, i cili varet nga temperatura dhe është lehtësisht i matshëm (për shembull, zgjerimi vëllimor i një lëngu, një ndryshim në rezistencën elektrike të një metali, etj. ).

Për të vazhduar me përcaktimin sasior të temperaturës, është e nevojshme të vendoset një shkallë e temperaturës, d.m.th. zgjidhni pikën e fillimit (zero e shkallës së temperaturës) dhe njësinë e matjes për intervalin e temperaturës (shkallë).

Shkallët e temperaturës të përdorura përpara futjes së një shkalle të vetme të temperaturës janë një seri shenjash brenda një diapazoni të temperaturës të kufizuar nga dy pika konstante (referenca kryesore ose referencë) lehtësisht të riprodhueshme të vlimit dhe shkrirjes së substancave kimikisht të pastra. Këto temperatura janë marrë të barabarta me vlerat numerike arbitrare t" dhe t". në cilin diapazon të temperaturës.

Për të shënuar shkallën e temperaturës, më së shpeshti përdorej zgjerimi vëllimor i trupave kur nxeheshin dhe pikat e vlimit të ujit dhe shkrirja e akullit u morën si pika konstante. Shkallët e temperaturës të krijuara nga Lomonosov, Fahrenheit, Reaumur dhe Celsius bazohen në këtë parim. Gjatë ndërtimit të këtyre shkallëve, u supozua një marrëdhënie lineare midis zgjerimit vëllimor të lëngut dhe temperaturës, d.m.th.

ku k është koeficienti i proporcionalitetit (korrespondon me koeficientin relativ të temperaturës së zgjerimit vëllimor). Integrimi i ekuacionit (1) jep

ku D është konstanta e integrimit.

Për të përcaktuar konstantet k dhe D, përdoren dy temperatura të zgjedhura t" dhe t" Marrja e vëllimit V në temperaturën t" dhe vëllimi V në temperaturën t" - V", marrim

t" = kV" + D; (3)

t” = kV” + D; (4).

Duke zbritur ekuacionin (3) nga ekuacionet (2) dhe (4), marrim

t - t" = k(V - V") (5);

t” - t" = k(V” - V") (6).

Duke pjesëtuar ekuacionin (5) me ekuacionin (6), marrim

ku t" dhe t" janë respektivisht temperaturat e shkrirjes së akullit dhe ujit të vluar me presion normal dhe përshpejtim të rënies së lirë prej 980,665 cm/s2 V" dhe V" janë vëllimet e lëngjeve që korrespondojnë me temperaturat t" dhe t"; V është vëllimi i temperaturës korresponduese të lëngut.

Nuk ka lëngje në natyrë me një lidhje lineare midis koeficientit të zgjerimit vëllimor dhe temperaturës, kështu që leximet e termometrave varen nga natyra e substancës termometrike (merkur, alkool, etj.).

Me zhvillimin e shkencës dhe teknologjisë, lindi nevoja për të krijuar një shkallë të unifikuar të temperaturës, e palidhur me ndonjë veti të veçantë të substancës termometrike dhe e përshtatshme për një gamë të gjerë temperaturash. Në 1848, Kelvin, bazuar në ligjin e dytë të termodinamikës, propozoi përcaktimin e temperaturës bazuar në barazinë

T 2 / (T 2 - T 1) = Q 2 / (Q 2 - Q 1),

ku T 1 dhe T 2 janë respektivisht temperaturat e frigoriferit dhe ngrohësit; Q 1 dhe Q 2 janë respektivisht sasia e nxehtësisë që merret nga substanca e punës nga ngrohësi dhe i jepet frigoriferit (për një motor ngrohje ideale që funksionon në ciklin Carnot).

Le të jetë T 2 e barabartë me pikën e vlimit të ujit (T 100), dhe T 1 temperatura e shkrirjes së akullit (T 0); atëherë, duke marrë diferencën T 2 - T 1 të barabartë me 100 gradë dhe duke treguar sasinë e nxehtësisë që korrespondon me këto temperatura përmes Q 100 dhe Q 0, marrim

T 100 = Q 100 100/(Q 100 - Q 0); T 0 = Q 0 100/(Q 100 - Q 0).

Në çdo temperaturë ngrohës

T = Q 100/(Q 100 - Q 0) (8).

Ekuacioni është një ekuacion i shkallës së temperaturës termodinamike, i cili nuk varet nga vetitë e substancës termometrike.

Vendimi i Konferencës së Përgjithshme XI mbi Peshat dhe Masat në Rusi parashikonte përdorimin e dy shkallëve të temperaturës: termodinamike dhe praktike ndërkombëtare.

Në shkallën termodinamike Kelvin, pika më e ulët është pika e zeros absolute (0K), dhe e vetmja pikë themelore eksperimentale është pika e trefishtë e ujit. Kjo pikë korrespondon me 273.16K. Pika e trefishtë e ujit (temperatura e ekuilibrit të ujit në fazat e ngurtë, të lëngët dhe të gaztë) është pika juaj e shkrirjes së akullit në 0,01 gradë. Shkalla termodinamike quhet absolute nëse pika 273,16 K nën pikën e shkrirjes së akullit merret zero.

Në mënyrë të rreptë, është e pamundur të zbatohet shkalla Kelvin, sepse ekuacioni i tij rrjedh nga cikli ideal Carnot. Shkalla e temperaturës termodinamike përkon me shkallën e një termometri gazi të mbushur me një gaz ideal. Dihet se disa gazra realë (hidrogjen, helium, neoni, azoti) në një gamë të gjerë temperaturash ndryshojnë relativisht pak në vetitë e tyre nga një gaz ideal. Kështu, shkalla e një termometri hidrogjeni (duke marrë parasysh korrigjimet për devijimin e vetive të një gazi real nga ai ideal) është praktikisht një shkallë termodinamike e temperaturës.

Shkalla Ndërkombëtare e Temperaturës Praktike bazohet në një sërë gjendjesh ekuilibri të riprodhueshme, të cilat korrespondojnë me temperatura të caktuara (pikat kryesore të referencës) dhe në instrumente referimi të kalibruar në këto temperatura. Në intervalin midis temperaturave të pikave kryesore të referencës, interpolimi kryhet duke përdorur formula që krijojnë një lidhje midis leximeve të instrumenteve standarde dhe vlerave të shkallës praktike ndërkombëtare. Pikat kryesore të referencës realizohen si gjendje të caktuara të ekuilibrave fazor të disa substancave të pastra dhe mbulojnë diapazonin e temperaturës nga -259,34 0 C (ekuilibri i trefishtë i hidrogjenit) deri në +1064,43 0 C (pika e ngurtësimit të arit).

Pajisja referuese e përdorur në intervalin e temperaturës nga -259.34 në +630.74 0 C është një termometër me rezistencë platini, nga +630.74 në +1064.43 0 C - një termometër termoelektrik me termoelektroda dhe rodium platini (10% rodium) dhe platin. Për intervalin e temperaturës mbi 1064,43 0 C, temperatura në shkallën praktike ndërkombëtare përcaktohet në përputhje me ligjin e rrezatimit të Planck.

Temperatura e matur në shkallën praktike ndërkombëtare shënohet me t, dhe vlerat numerike shoqërohen me shenjën 0 C.

Temperatura në shkallën termodinamike lidhet me temperaturën në shkallën praktike ndërkombëtare me raportin T = t + 273,15. Në Konferencën IX të Përgjithshme mbi Peshat dhe Masat në vitin 1948, shkalla praktike ndërkombëtare e temperaturës u emërua shkalla Celsius. Shkalla Ndërkombëtare e Temperaturës Praktike dhe shkalla Celsius kanë një pikë konstante të përbashkët (pikën e vlimit të ujit); në të gjitha pikat e tjera këto shkallë ndryshojnë ndjeshëm, veçanërisht në temperatura të larta.