Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 42
 
djvu / html
 

200
ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШКАЛЫ
Газовый термометр). Зависимость эмпирич. шкал от свойств термометрия, вещества является их принципиальным пороком.
На основании второго закона термодинамики, при помощи соотношений, содержащих температуру и экспериментально определяемые величины, может быть построена шкала, не связанная с к.-л. термометрич. свойством,— термодинамич. шкала. В настоящее время любая созданная или создаваемая шкала приводится к термодинамич. шкале введением поправок, учитывающих закон изменения свойства х от термодинамич. температуры. Таким образом, шкалы перестают быть связанными со свойствами термометрич. вещества и различаются только численным значением температуры, приписанным реперной точке льда, и величиной п. Имеющая большое распространение щкала (термодинамическая) Фаренгейта (°F) и международная шкала (термодинамическая) Цельсия (°С), к-рую называют также просто стоградусной, связаны между собой простыми соотношениями:
z°C = -|-(«°F — 32),
Определение оригинальной эмпирич. шкалы Фаренгейта (предложенной в 1724) отличалось от современного: 0°F наносился при температуре плавления эвтектики лёд — соль, а при температуре человеческого тела наносилось деление 96°. Первоначально шкала Цельсия (предложенная в 1742) имела нуль в точке кипения воды.
Может быть построена эмпирическая абсолютная шкала: абсолютный нуль эмпирич. Т, ш. соответствует температуре, при к-рой численное значение термометрич. свойства х равно 0. Положение абсолютного нуля T№ на эмпирич. шкале свойства х определяется выражением
1
хп — *о' xjn
где Хп ** — есть относительное изменение свойства х на основном интервале в п°.
Температура i(») по эмпирич. шкале и Т(х) по абсолютной эмпирич. шкале свойства х связаны соотношением:
_ »* 4-
'
Введение эмпирич. абсолютного нуля является экстраполяцией шкалы и не связано с реальной возможностью получить t(x~>, при к-рой х=0. Так, эмпирич. шкала гелиевого термометра постоянного объёма (см. Газовый термометр) имеет на 100° основного интервала относительное изменение давления 0,36606. Отсюда температура абсолютного
нуля этой эмпирич. шкалы равна -- о 36606 0 01 ~ = — 273,18°С (приведённая к термодинамич. абсолютной шкале эта температура равна — 273,16°С), хотя уже выше этой температуры гелий становится жидкостью, не имеющей измеримой упругости паров. Зависимость эмпирич. шкал от индивидуальности термометрич. вещества создавала очень большие затруднения, и в 1848 англ, учёный У. Томсон (Кельвин) предложил абсолютную термодинамич. шкалу, исходя ил рассмотрения цикла Карно (см. Карно цикл), где кпд зависит только от темпе-
ратуры. Произвольность построения градусной Т. ш. (см. Температура) особенно хорошо видна на истории разработки шкалы Кельвина. В первом варианте Кельвин предложил логарифмич. шкалу, простиравшуюся от —-оо до + оо, определив интервал температуры как пропорциональный приращению кпд цикла Карно. Такое определение приводило к шкале, практически неприемлемой, т. к. газовая эмпирич. Т. ш. уже прочно укоренилась. Англ, физик Дж. Джоуль обратил внимание Кельвина на то, что удобно выбрать шкалу абсолютной термодинамич. температуры, близкой к абсолютной эмпирич. газовой. В окончательной шкале Кельвин определил отношение температур через отношение теплот в цикле Карно. Приняв разность температур между точкой льда и точкой пара при нормальном атмосферном давлении равной 100°, Кельвин получил термодинамич. шкалу, совпадающую со стоградусной абсолютной шкалой идеального газа, т. е. очень близкую к эмпирич. газовой. Эта шкала простирается от абсолютного нуля (см.) температуры до бесконечности.
Кельвин счёл правильным положить разницу между точкой льда и точкой пара равной 100 , оставив не определённой точно температуру плавления льда, хотя и рассматривал возможность установить шкалу, приписав точное значение одной точке — точке плавления льда, делая тем самым температуру кипения воды подлежащей экспериментальному определению. Способ построения абсолютной Т. ш. рассматривался и был рекомендован Д. И. Менделеевым (1873). На 9-й Генеральной конференции по мерам и весам (1948) был одобрен принцип построения абсолютной Т. ш., опирающейся на единственную реперную точку (тройная точка воды, к-рой была приписана температура 273,16°К).
Температура в шкале Кельвина (или в термодинамич. шкале Цельсия) может быть определена газовым термометром (см.) при помощи введения поправок, идеализирующих газ, от приблизительно 4°К до точки плавления золота (1063 С). При более низкой температуре до 0,05°К шкала Кельвина устанавливается по магнитной восприимчивости «идеального парамагнетика», причём поправки, учитывающие неидеальность реальных парамагнетиков, устанавливаются экспериментально на основании ста-тистич. определения температуры. Ниже 0,05° К измерения весьма неточны. Выше точки плавления золота шкала устанавливается из оптич. измерений на основании закона Планка для излучения абсолютно чёрного тела (см.). В 1927 была установлена международная практич. шкала, охватывающая интервал между —182,97°С (90,19°К) и 1063°С. Она основана на 5 реперных точках и показаниях платинового термометра сопротивления (от —182,97° до 630°С) и платино-платинородиевой термопары (выше 630°С). Эти приборы, будучи градуированы по соответствующим реперным точкам, позволяют перевести их показания при помощи интерполяционных формул (установленных международной шкалой) в температуру, почти совпадающую с термодинамич. шкалой Цельсия. Выше 1063°С (точка плавления золота) международная шкала основана на показаниях оптич. пирометра.
Степень совпадения международной шкалы с термодинамической (считавшаяся удовлетворительной в 1927—33) уже нельзя считать достаточной, и, в связи с этим, начался пересмотр основ шкал — численных значений, приписанных реперным точкам, и интерполяционных формул. В 1956 в СССР при-

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660


Большая Советская Энциклопедия Второе издание