Empirické váhy jsou založeny na měření fyzikálních parametrů, které vyjadřují vlastnictví úroků měří přes některé formální, nejčastěji lineární, funkční vztah. Pro měření teploty, formální definice tepelné rovnováhy z hlediska termodynamické koordinovat prostory termodynamické systémy, vyjádřené v nultý zákon termodynamiky, poskytuje rámec pro měření teploty.

Všechny teplotní stupnice, včetně moderní termodynamické teplotní stupnice používané v Mezinárodním Systému Jednotek, jsou kalibrovány podle tepelné vlastnosti určité látky, nebo zařízení. Typicky se to stanoví fixací dvou dobře definovaných teplotních bodů a definováním teplotních přírůstků pomocí lineární funkce odezvy termometrického zařízení. Například, jak staré Celsiova stupnice a Fahrenheitova stupnice byly původně založeny na lineární expanzi úzký sloupec rtuti v omezeném rozsahu teplot, každý s použitím různých referenčních bodů a stupnice krocích.

různé empirické stupnice nemusí být vzájemně kompatibilní, s výjimkou malých oblastí s teplotním překrytím. Pokud alkoholový teploměr a rtuťový teploměr mají stejné dva pevné body, jmenovitě bod mrznutí a varu vody, jejich čtení nebude vzájemně souhlasit s výjimkou pevných bodů, jako lineární 1:1 vztah expanze mezi dvěma termometrickými látkami nemusí být zaručen.

empirické teplotní stupnice neodrážejí základní mikroskopické zákony hmoty. Teplota je univerzální atribut hmoty, přesto empirických měřítek mapy úzký rozsah na stupnici, která je známo, že mají užitečné funkční formulář pro konkrétní aplikaci. Jejich rozsah je tedy omezen. Pracovní materiál existuje pouze ve formě za určitých okolností, za kterou již nemůže sloužit jako měřítko. Například rtuť zamrzne pod 234.32 K, takže teplotu nižší než tuto nelze měřit v měřítku založeném na rtuti. Dokonce i jeho-90, který interpoluje mezi různými teplotními rozsahy, má pouze rozsah 0,65 K až přibližně 1358 K (-272,5 °C až 1085 °C).

ideální měřítko plynuedit

Když se tlak blíží nule, veškerý skutečný plyn se bude chovat jako ideální plyn, tj. Proto můžeme navrhnout měřítko s pV jako jeho argument. Samozřejmě každá bijective funkce bude dělat, ale pro pohodlí je lineární funkce je nejlepší. Proto jej definujeme jako

T = 1 N R lim p → 0 p v. {\displaystyle T={1 \ over nR}\lim _{p \ to 0}{pV}.}

ideální plynová stupnice je v jistém smyslu“ smíšená “ stupnice. Opírá se o univerzální vlastnosti plynu, což je velký pokrok pouze z určité látky. Ale přesto je empirický, protože staví plyn do zvláštní pozice, a proto má omezenou použitelnost—v určitém okamžiku nemůže existovat žádný plyn. Jednou z charakteristických vlastností ideální plynové stupnice je však to, že se přesně rovná termodynamické stupnici, pokud je dobře definována (viz níže).

mezinárodní teplotní stupnice z roku 1990Edit

ITS-90 je navržen tak, aby reprezentoval termodynamickou teplotní stupnici (odkazující na absolutní nulu) co nejblíže v celém rozsahu. K pokrytí celého rozsahu je zapotřebí mnoho různých provedení teploměru. Mezi ně patří helium tlak páry teploměry, helium plynu teploměrů, standardních platinových odporových teploměrů (známý jako Sprt, Prt, nebo Platinový Rtd) a monochromatické záření teploměry.

i když Kelvin a Celsia váhy jsou definovány pomocí absolutní nula (0 K) a trojného bodu vody (273.16 K a 0.01 °C), je nepraktické použít tuto definici při teplotách, které jsou velmi odlišné od trojného bodu vody. Proto ITS-90 používá řadu definovaných bodů, z nichž všechny jsou založeny na různých termodynamických rovnovážných stavech čtrnácti čistých chemických prvků a jedné sloučeniny (vody). Většina definovaných bodů je založena na fázovém přechodu; konkrétně bod tání / tuhnutí čistého chemického prvku. Nicméně, nejhlubší kryogenní body jsou založeny výhradně na par tlak/teplota vztahy hélia a jeho izotopy vzhledem k tomu, že zbytek jeho studené body (méně než pokojová teplota), jsou založeny na trojnásobek bodů. Příklady dalších definujících bodů jsou trojitý bod vodíku (-259.3467 °C) a bod tuhnutí hliníku (660.323 °C).

teploměry kalibrované podle ITS-90 používají složité matematické vzorce k interpolování mezi definovanými body. ITS-90 specifikuje přísnou kontrolu nad proměnnými, aby byla zajištěna Reprodukovatelnost z laboratoře do laboratoře. Například, malý efekt, že atmosférický tlak má na různé body tání je kompenzována (účinek, který obvykle činí více než půl millikelvin přes různé nadmořské výšky a barometrické tlaky pravděpodobně došlo). Norma dokonce kompenzuje tlakový efekt díky tomu, jak hluboko je teplotní sonda ponořena do vzorku. ITS-90 také rozlišuje mezi body“ zmrazení „a“ tání“. Rozlišení závisí na tom, zda se při měření provádí teplo do (tavení) nebo z (zmrazení) vzorku. Při tavení se měří pouze gallium, všechny ostatní kovy se měří, zatímco vzorky mrznou.

mezi měřeními kalibrovanými na ITS–90 a termodynamickou teplotou jsou často malé rozdíly. Například přesná měření ukazují, že bod varu VSMOW vody pod jeden standardní atmosféry tlak je vlastně 373.1339 K (99.9839 °C) při dodržování striktně dvoubodové definice termodynamické teploty. Když kalibrován tak, aby JEHO–90, kde jeden musí interpolovat mezi body definující gallium a indium, bod varu VSMOW vody je asi 10 mK méně, o 99.974 °C. Na základě ITS–90 je, že další laboratoře v jiné části světa bude měřit stejnou teplotu s lehkostí díky výhodám komplexního mezinárodního kalibračního standardu s mnoha pohodlně rozmístěné, reprodukovatelné, definování bodů pokrývajících široký rozsah teplot.