ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ОБЛАСТЬ МЕЖДУНАРОДНОЙ ШКАЛЫ ТЕМПЕРАТУР Международная шкала температур. Дж. Холл из "Температура и её измерение " В целом сборник, охватывающий широкий круг проблем термометрии во всем диапазоне от сверхнизких до очень высоких температур, представляет значительный интерес для советских специалистов, занимающихся вопросами изучения и измерения температур, и помогает восполнить существующий пробел в нашей научно-технической литературе. [c.10] Примерно к 1914 г. созрела мысль о необходимости создания международной шкалы температур, но война отодвинула решение этого вопроса. [c.13] В начале 20-х годов этот вопрос снова был поставлен и после соответствующего обсуждения в Теддингтоне с участием представителей Национального бюро стандартов (США), Германского физико-технического института. Национальной физической лаборатории (Англия) и лаборатории Камерлинг-Оннеса в Лейдене на заседании Международного комитета мер и весов в 1927 г. было принято Положение о Международной шкале температур (МШТ), которое затем было утверждено VII Генеральной конференцией мер и весов [4]. [c.14] Международный комитет созывается через каждые два года, а Генеральная конференция (которая одна только может изменить шкалу) — через каждые шесть лет, поэтому проверку или изменения шкалы можно осуществлять через каждые шесть лет. В 1933 г. при проверке МШТ были исправлены только некоторые незначительные ошибки в тексте Положения. Следует заметить, что текст Положения основывался на проекте, разработанном Национальным бюро стандартов США, и при подготовке официального текста, написанного на французском языке, были допущены некоторые искажения. В 1937 г. был образован Консультативный комитет по термометрии [5], имевший возможность собираться так часто, как это необходимо, для обсуждения вопросов о пересмотре и изменениях Международной шкалы температур. Этот комитет провел свое первое заседание в июле 1939 г. и предложил пересмотреть МШТ, но в связи с началом второй мировой войны это не было осуществлено. [c.14] Практическое осуществление Международной шкалы температур. Международная шкала температур основана на известном числе реперных точек (точек затвердевания и точек кипения), которым приписываются точно определенные числовые значения, и на строго определенных способах интерполяции -и экстраполяции. Реперные точки и числовые значения их температур, принятые в 1927 и 1948 гг., приведены в табл. 1. [c.15] Аналогично и значение 1063,0° С для точки затвердевания золота основано на двух газ-термометрических определениях, произведенных Хольборном и Деем [8] (1064° С) и Деем и Сос-маном [9] (1062,4° С). Здесь воспроизводимость, достигаемая платино-платинородиевой термопарой, составляла около 0,1°. Если в будущем удастся произвести более точные измерения газовым термометром, можно будет внести поправки, чтобы привести результаты измерений по нынешней Международной шкале в соответствие с новыми данными. В общем, пересмотр Международной шкалы температур при необходимости всегда возможен. [c.16] Для того чтобы иметь непрерывную температурную шкалу, необходимо точно определить способы, которые должны применяться для интерполяции между реперными точками и для экстраполяции выше точки затвердевания золота. По этой причине МШТ делится на три нижеследующие области. [c.16] Область выше 1063° С. Выше 1063° С экстраполяция МШТ осуществляется посредством эталонного оптического пирометра. Этим способом можно сравнить интенсивность излучения абсолютно черного тела при неизвестной температуре, большей 1063° С, с интенсивностью излучения абсолютно черного тела при температуре затвердевания золота, причем сравнение должно проводиться при одной и той же длине волны. На практике невозможно обеспечить одинаковые длины волн при двух различных температурах вследствие зависимости спектрального распределения энергии от температуры. Поэтому необходимо вводить небольшую поправку на изменение эффективной длины волны. [c.19] Для определения отношения У /Уап при помощи оптического пирометра с исчезающей нитью пирометрическую лампу градуируют по абсолютно черному телу в точке затвердевания золота. Для измерения неизвестной более высокой температуры наблюдение производят сквозь вращающийся сектор, коэффициент пропускания которого подбирают так, чтобы он возможно ближе соответствовал ожидаемой величине отношения интенсивностей. Точная величина отношения определяется путем небольшого изменения тока лампы, необходимого для выравнивания яркостей при более высокой температуре. Когда величина отношения найдена, для определения температуры необходимо узнать длину волны и значение константы Сг. [c.19] Когда в июле 1939 г. собрался Консультативный комитет для обсуждения возможности пересмотра МШТ, работа Вен-зела [И] была уже опубликована. Кривая, представленная на фиг. 2, в первой своей части (с 1917 по 1939 г.) основана на данных этой работы. Из рассмотрения этой кривой следует, что значение константы с , определенное из отношения /г/е, возросло за этот период до 1,436 или 1,437. В связи с этим Консультативный комитет рекомендовал принять для МШТ значение константы Сч, равное 1,436, но в связи с началом войны эта рекомендация не была реализована. [c.21] В последующие годы произошло изменение принятых значений атомных констант и совсем неожиданно — значения скорости света. В результате последнее опубликованное значение константы Са, вычисленное Дю-Мондом и Коэном [15], оказалось равным 1,43884 0,00008. Кривая, изображенная на фиг. 2, представляет изменения значения константы са вплоть до 1954 г. [c.21] ХТ не должно превышать 0,3 см-град, а, следовательно, температура Т не должна превышать 4300° С, если применяется обычная для оптической пирометрии длина волны (0,66 мкм). [c.22] Шкала Кельвина. В 1948 г. на заседании Консультативного комитета по термометрии обсуждался также вопрос относительно определения абсолютной термодинамической шкалы (шкалы Кельвина) [17]. В 1854 г. Кельвин указал (см. [18]), что для определения абсолютной шкалы необходима только одна реперная точка и что когда интервал между абсолютным нулем и точкой плавления льда станет достаточно хорошо воспроизводимым, абсолютную шкалу можно будет определить с помощью этой реперной точки. Кельвин предполагал, что точности в 0,1° будет достаточно в этом интервале температур. Спустя 20 лет Менделеев (см. [19]) предложил принять шкалу, определенную таким же способом, но с интервалом между абсолютным нулем и точкой плавления льда, разделенным на 1000 частей. В 1939 г. Комитет по шкалам низких температур Национального исследовательского совета США внес в Консультативный комитет по термометрии выдвинутое Джиоком [21] предложение приписать тройной точке воды по термодинамической шкале некоторое постоянное числовое значение и определить шкалу с помощью этой одной точки [20]. [c.23] С ТОЧНОСТЬЮ 1/100 000. Эти противоречия заставили Консультативный комитет в 1948 г. принять следующую резолюцию [22] Консультативный комитет по термометрии принимает принцип абсолютной термодинамической шкалы, основанной на одной реперной точке в настоящее время такую точку представляет тройная точка воды, которой приписывается абсолютная температура 273,16° К. [c.24] Введение этой новой шкалы не должно влиять на применение МШТ, которая остается рекомендуемой практической шкалой. [c.24] При современном уровне точности измерений новая шкала совпадает с термодинамической стоградусной шкалой . [c.24] Вернуться к основной статье