温标

现在通用的国际单位制中温度以开尔文（K）表示，这个温度单位也是基本单位。严格说来，温度单位的选择实际上是一个温标问题。热学发展史中出现过华氏温标、列氏温标、兰氏温标、摄氏温标、气体温标和热力学温标等。热力学温标是 1848 年开尔文首先提出的，（参看§ 2.4），由热力学温标定义的热力学温度具有最严格的科学意义。其余几种都属于经验温标，其共同特点是人为选择某一特定的温度计和若干温度固定点来定义温标，因此缺乏客观标准。这些经验温标已成为历史，但跟现代的温标仍有一些渊源关系。

华氏温标是德国人华伦海特（D.G.Fahrenheit）大约在 1710 年提出

的，规定水的冰点为 32 度，水的沸点为 212 度。华氏温度至今还在英、美等国民间流行。

列氏温标由列奥缪尔（R.A.F.Reaumur）于 1730 年提出，规定水的

冰点为零度，水的沸点为 80 度。列氏温标在德国曾一度流行。兰氏温标由英国人兰金（Rankine）提出，其定义为

tR=tF+459.67

实际上兰氏温度是以绝对零度为计算起点的华氏温度，以 0R 表示之。现在科技界已很少采用。

摄氏温标是瑞典天文学家摄尔萨斯（A.Celsius）在 1742 年提出的。

他原来的方案是以水的沸点为零度，水的冰点为 100 度。次年法国人克里斯丁（Christian）把两个标度倒过来，就成了现在通用的标度。

以气体温度计标定温度所构成的气体温标最接近热力学温标。由于气体温度计的复现性较差，国际间又协议定出国际实用温标，以统一国际间的温度量值，国际实用温标几经变革，为的是由此定出的温度尽可能接近热力学温度。

早在 1887 年，国际计量委员会就曾决定采用定容氢气体温度计作为国际实用温标的基础。

1927 年第七届国际计量大会决议采用铂电阻温度计等作为温标的内插仪器，并规定在氧的凝固点（−182.97℃）到金凝固点（1063℃）之间确定一系列可重复的温度或固定点。

1948 年第十一届国际计量大会对国际实用温标作了若干重要修订。

例如，以金融点代替金凝固点；以普朗克黑体辐射定律代替维恩定律；引用更精确的常数值；计算公式更为精确；光测高温计的测量限值扩大等等。

1960 年又增加了一条重要修订，即把水的三相点作为唯一的定义

点，规定其绝对温度值为 273.16（精确），以代替原来水冰点温度为 0.00

℃（精确）之规定。而水的冰点根据实测，应为 273.1500±0.0001K。采用水的三相点作为唯一的定义点是温度计量的一大进步，因为这可以避免世界各地因冰点变动而出现温度计量的差异。

1968 年对国际实用温标又作了一次修订，代号为 IPTS−68。其特点是采用了有关热力学的最新成就，使国际实用温标更接近热力学温标。这一次还规定以符号 K 表示绝对温度，取消原来的符号（K），并规定摄氏温度与热力学温标的绝对温度单位精确相等，摄氏温度 t=绝对温度T−273.15（精确）。

1975 年和 1976 年分别对 IPTS−68 作了修订和补充，把温度范围的下限由 13.81K 扩大到 0.5K。但还是出现不足之处，主要是在实验中不断发现 IPTS−68 在某些温区与国际单位制定义的热力学温度偏差甚大。

1988 年国际度量衡委员会推荐，第十八届国际计量大会及第 77 届国

际计量委员会作出决议，从 1990 年 1 月 1 日起开始在全世界范围内采用重新修订的国际温标，这一次取名为 1990 年国际温标，代号为 ITS−90，取消了“实用”二字，因为随着科学技术水平的提高，这一温标已经相当接近于热力学温标。和 IPTS−68 相比较，100℃时偏低 0.026℃，即标准状态下水的沸点已不再是 100℃，而是 99.974℃。图 15−2 是 ITS−90 与 IPTS−68 之间的差异曲线。

■图 15−2ITS−90 与 IPTS−68 之间的差异曲线

显然，ITS－90 的实施会给精密温度计量带来好处，是科学技术发展的又一标志。