温度的计量标准及测量方法
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温度标准到底是如何定出来的,虽然我们有几个固定的温度点,但是温度点之外的如何标定呢?温标现代统计力学虽然建立了温度和分子动能之间的函数关系,但由于目前尚难以直接测量物体内部的分子动能,因而只能利用一些物质的某些物性(诸如尺寸、密度、硬度、弹性模量、辐射强度等)随温度变化的规律,通过这些量来对温度进行间接测量。
为了保证温度量值的准确和利于传递,需要建立一个衡量温度的统一标准尺度,即温标。
随着温度测量技术的发展,温标也经历了一个逐渐发展,不断修改和完善的渐进过程。
从早期建立的一些经验温标,发展为后来的理想热力学温标和绝对气体温标。
到现今使用具有较高精度的国际实用温标,其间经历了几百年时间。
1.经验温标根据某些物质体积膨胀与温度的关系,用实验方法或经验公式所确定的温标称为经验温标。
(1)华氏温标1714年德国人法勒海特(Fahrenheit)以水银为测温介质,制成玻璃水银温度计,选取氯化铵和冰水的混合物的温度为温度计的零度,人体温度为温度计的100度,把水银温度计从0度到l00度按水银的体积膨胀距离分成100份,每一份为1华氏度,记作“1℉”。
按照华氏温标,则水的冰点为32℉,沸点为212℉。
(2)摄氏温标1740年瑞典人摄氏(Celsius)提出在标准大气压下,把水的冰点规定为0度,水的沸点规定为100度。
根据水这两个固定温度点来对玻璃水银温度计进行分度。
两点间作100等分,每一份称为1摄氏度。
记作1℃。
摄氏温度和华氏温度的关系T ℉ = 1.8t℃ + 32式中 T——华氏温度值;t2.热力学温标1848年由开尔文(Ketvin)提出的以卡诺循环(Carnot cycle)为基础建立的热力学温标,是一种理想而不能真正实现的理论温标,它是国际单位制中七个基本物理单位之一。
该温标为了在分度上和摄氏温标相一致,把理想气体压力为零时对应的温度——绝对零度(是在实验中无法达到的理论温度,而低于0 K的温度不可能存在)与水的三相点温度分为273.16份,每份为1 K (Kelvin) 。
计量室温湿度控制标准计量室温湿度控制标准是指在计量室中为了保证测量结果的准确性和可靠性,需要对温湿度进行严格控制的准则。
以下是计量室温湿度控制标准的详细介绍:一、温度控制温度范围:计量室的温度应该保持在20±5℃的范围内。
这个温度范围是按照国际标准规定的,因为在这个范围内,计量仪器的灵敏度和稳定性都能够得到保证。
温度波动:计量室的温度波动应该控制在±0.5℃以内。
温度波动会影响计量仪器的准确性和稳定性,因此需要保证计量室的温度稳定,避免出现大幅度的波动。
温度均匀性:计量室的温度应该均匀,各点的温度差异应该控制在±1℃以内。
如果温度不均匀,会导致计量仪器之间的误差增大,影响测量结果的准确性。
二、湿度控制相对湿度范围:计量室的相对湿度应该保持在40%~60%的范围内。
这个湿度范围是按照国际标准规定的,因为在这个范围内,计量仪器的性能和稳定性都能够得到保证。
相对湿度波动:计量室的相对湿度波动应该控制在±5%以内。
相对湿度波动会影响计量仪器的准确性和稳定性,因此需要保证计量室的湿度稳定,避免出现大幅度的波动。
相对湿度均匀性:计量室的相对湿度应该均匀,各点的相对湿度差异应该控制在±5%以内。
如果相对湿度不均匀,会导致计量仪器之间的误差增大,影响测量结果的准确性。
三、温湿度记录与监控计量室应该安装温湿度记录仪器,对温湿度进行实时记录和监控。
记录仪器应该具备高精度、高稳定性、高可靠性等特点,确保记录的数据准确无误。
温湿度记录仪器应该每隔一段时间(一般设定为1小时)记录一次温湿度数据,包括温度、相对湿度、温度波动、相对湿度波动等参数。
记录数据应该妥善保存,以便后续分析和评估。
温湿度记录仪器应该具备报警功能,当温湿度出现异常时能够及时发出警报,提醒相关人员进行处理。
报警功能可以通过声音、光线、手机短信等多种方式实现,确保相关人员能够及时得知报警信息。
四、温湿度控制措施计量室应该具备良好的隔热性能和保温措施,以减少外界环境对室内温湿度的影响。
温度的测量及控制(一)温标温度是表征体系中物质内部大量分子、原子平均动能的一个宏观物理量。
物体内部分子、原子平均动能的增加或减少,表现为物体温度的升高或降低。
物质的物理化学特性,都与温度有密切的关系,温度是确定物体状态的一个基本参量,因此,温度的准确测量和控制在科学实验中十分重要。
温度是一种特殊的物理量,两个物体的温度只能相等或不等。
为了表示温度的的高低,相应的需要建立温标。
那么,温标就是测量温度时必须遵循的规定,国际上先后制定了几种温标。
1.摄氏温标是以大气压下水的冰点(0℃)和沸点(100℃)为两个定点,定点间分为100等份,每一份为1℃。
用外推法或内插法求得其它温度t。
2.1848年开尔文(Kelvin)提出热力学温标,通常也叫做绝对温标,以开(K)表示,它是建立在卡诺循环基础上的。
设理想的热机在和(>)二温度之间工作,工作物质在吸热,在温度放热,经一可逆循环对外做功热机效率卡诺循环中和仅与热量和有关,与工作物质无关,在任何工作范围内均具有线性关系,是理想的科学的温标。
若规定一个固定温度,则另一个温度可由式求得。
理想气体在定容下的压力(或定压下的体积)与热力学温度呈严格的线性函数关系。
因此,国际上选定气体温度计,用它来实现热力学温标。
氦、氢、氮等气体在温度较高、压强不太大的条件下,其行为接近理想气体。
所以,这种气体温度计的读数可以校正成为热力学温标。
热力学温标,规定“热力学温度单位开尔文(K)是水三相点热力学温度的1/273.15”。
热力学温标与摄氏温度分度值相同,只是差一个常数T=273.15 + t由于气体温度计的装置复杂,使用不方便,为了统一国际间的温度量值,1927年拟定了“国际温标”,建立了若干可靠而又能高度重现的固定点。
随着科学技术的发展,又经多次修订,现在采用的是1990国际温标(ITS-90),其定义的温度固定点、标准温度计和计算的内插公式请参阅中国计量出版社出版的《1990年国际温标宣贯手册》和《1990国际温标补充资料》。
基础知识一、温度测量的基本概念1、温度定义:温度是表征物体冷热程度的物理量。
温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。
它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。
目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。
摄氏温标(℃)规定:在标准大气压下,冰的熔点为0度,水的沸点为100度,中间划分100等份,每等分为摄氏1度,符号为℃。
华氏温标(℉)规定:在标准大气压下,冰的熔点为32度,水的沸点为212度,中间划分180等份每等份为华氏1度符号为℉。
热力学温标(符号T)又称开尔文温标(符号K),或绝对温标,它规定分子运动停止时的温度为绝对零度。
国际温标:国际实用温标是一个国际协议性温标,它与热力学温标相接近,而且复现精度高,使用方便。
目前国际通用的温标是1975年第15届国际权度大会通过的《1968年国际实用温标-1975年修订版》,记为:IPTS-68(REV-75)。
但由于IPTS-68温度存在一定的不捉,国际计量委员会在18届国际计量大会第七号决议授权予1989年会议通过1990年国际ITS-90,ITS-90温标替代IPS-68。
我国自1994年1月1日起全面实施ITS-90国际温标。
1990年国际温标:a、温度单位:热力学温度是基本功手物理量,它的单位开尔文,定义为水三相点的热力学温度的1/273.16,使用了与273.15K(冰点)的差值来表示温度,因此现在仍保留这个方法。
根据定义,摄氏度的大小等于开尔文,温差亦可用摄氏度或开尔文来表示。
国际温标ITS-90同时定义国际开尔文温度(符号T90)和国际摄氏温度(符号t90)。
b、国际温标ITS-90的通则:ITS-90由0.65K向上到普朗克辐射定律使用单色辐射实际可测量的最高温度。
ITS-90是这样制订的即在全量程,任何于温度采纳时T的最佳估计值,与直接测量热力学温度相比T90的测量要方便的多,而且更为精密,并且有很高的复现性。