第160章 衣裳

　　标准划分的不同温标一起并列起来，这就容易使人分不清温标究竟有几种；各种温标的区别以及它们之间的联系是什么。

　　现将各种温标分类介绍如下：

　　按标度法

　　（即三要素的第三条）不同分为：

　　1华氏温标

　　由华伦海特（──1736荷兰）于1714年建立。他最初规定氯化铵与冰的混合物为0°f；人的体温为100°f。后来规定在标准状态下纯水与冰的混合物为32°f；水的沸点为°f。两个标准点之间均匀划为180等分，每份为1°f。

　　2列氏温标

　　由列奥缪尔（──1757法国）于1740年建立。他将水的冰点定为0°r；将酒精体积改变千分之一的温度变化为1°r。这样，水的沸点为79.9792°r。

　　3摄氏温标

　　由摄尔修斯（──1744瑞典）于1742年建立。最初，他将水的冰点定为0°c；水的沸点定为99.974°c，后来他接受了瑞典科学家林列的建议，把两个温度点的数值对调了过来。（1960年国际计量大会对摄氏温标作了新的定义，规定它由热力学温标导出。摄氏温度（符号t）的定义为t/°/。）

　　4开氏温标

　　由开尔文（英国）于1848年建立。1954年国际计量大会规定水的三相点的温度为k。（这个数值的规定有其历史的原因i）为了使开尔文温标每一度的温度间隔与早已建立并广为使用的摄氏标度法每一度的间隔相等；ii）按理想气体温标，通过实验并外推得出理想气体的热膨胀率为。由此确定°c为绝对温度的零度，而冰点的绝对温度为k；iii）将标准温度点由水的冰点改为水的三相点（相差0.01°c）时，按理想气体温标确定的水的三相点的温度就确定为k。）

　　按测温

　　（包括测温质，测温参量x及其与温度间的关系）的不同分

　　1经验温标

　　利用某一特定测温物质的某特定测温属性随温度的变化关系而确定的温标，习惯上常称为某某温度计。如水银温度计，酒精温度计，铂电阻温度计，定容氢气温度计等。

　　一般说来，按同一标度法（如开氏）但用不同测温质的同一测温参量（如规定铜──康铜温差电偶其温差电动势与温度t成正比；铜—钢温差电偶其温差电动势与温度t成正比）；或同一物质不同测温参量（如水银的体积与温度t成正比；水银的电阻与t成正比）；或不同测温质不同测温参量（如铜—康铜开氏标度法；铂电阻开氏标度法）所建立的不同温标制成的不同的温度计，去测量同一待测系统、同一平衡态的温度时，它们的读数并不严格一致。这是因为不同物质的不同属性随温度的变化关系并不相同。因此，我们规定某一测温质的测温属性随温度变化为正比关系而建立起一种经验温标，再用按这种温标做成的温度计去测量其它测量属性随温度的变化关系，它就一般不再是正比关系了。然而我们在建立不同温标时，却又分别规定它们与温度成正比关系。这样制成的各个温度计必然会造成读数上的差别。例如用铜—康铜（开氏标度法）温度计和铂电阻（开氏标度法）温度计，同时去测氮的正常沸点，前者的读数为32k而后者为54.5k。这个问题，对度量衡而言是一个严重的问题。为寻求理想的标准温标（不因测温质、测温参量不同而读数出现差异）经历了由经验温标──半理论性温标──理论性温标的漫长过程。

　　2半理论性温标──理想气体温标

　　理想气体温标的建立，几乎所有普通物理教材中都有详细介绍，故在此不再赘述。

　　理想气体温标比起经验温标，其优点在于它与任何气体的任何特定性质无关。不论用何种气体，在外推到压强为零时，由它们所确定的温度值都一样。但是，理想气体温标毕竟还要依赖于气体的共性，对极低温度（氦气在低于的蒸汽压下的沸点1k以下）和高温（1000°c以上）不适用。并且，理想气体温标在具体操作上也不够便捷。

　　3理论温标──热力学温标

　　我们在此也不再重述热力学温标建立的过程。众所周知，在热力学温标中，热量q起着测温参量的作用，然而比值q1/q2（q1为可逆机从高温热源吸收的热量；q2为可逆机向低温热源放出的热量）并不依赖于任何物质的特性。因此，热力学温标与测温物质无关。

　　当然，任何一种温标都必须是某种测量依据与某种标度法的结合。一般地说，任何一种标度法可以用于不同的测温质的某种测温参量。如水银摄氏温度计，酒精摄氏温度计；任何一种测温参量也可以采用不同的标度法。如理想气体开尔文温标，理想气体摄氏温标。但是以热量q为测温参量的热力学温标，其标度法只取开氏标度法，所依据的是热力学第二定律，这是它与其它温标根本不同之点。

　　（3）协议性温标

　　热力学温标是不依赖任何具体测温物质及其测温属性的温标，当然是最理想的温标。但是，我们无法制造出可逆热机，因而无法测出可逆热机从高温热源吸收的热量与向低温热源放出热量之比。但是当理论上证明了，选用开尔文标度法，按热力学温标测定的温度与按理想气体温标测定的温度相同时，就可以用理想气体温标来实现热力学温标。

　　但是，由于由理想气体温标测温程序繁复，极不方便快捷，并有一定的适用范围。国际计量大会曾多次开会讨论制定国际实用温标，以便能简单、方便、正确地测量温度。1927年拟定了第一个国际实用温标（）。以后随着科学技术不断发展经、1990年历次国际计量大会的修订，使国际实用温标日臻完善。国际实用温标的基本思想是：将温度范围分成几个区域，每个区域采用操作起来较为简便的温度计。但它们的刻度均以热力学温标逼近，即在不同的温区有不同的标准公式。这样，在温度计上的刻度不一定是均匀的，但测出的温度却尽可能接近热力学温度。协议性温标随科学技术水平的提高不断改进，以便缩小国际实用温标与热力学温标之间的差距。例如更精确地测定标准温度点的温度；修正内插公式；改进基准温度计等。


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