Empírica escalas são baseados na medição de parâmetros físicos que expressa a propriedade de interesse a ser medido através de alguns formal, mais comumente um simples linear, relação funcional. Para a medição da temperatura, A definição formal de equilíbrio térmico em termos dos espaços de coordenadas termodinâmicas dos sistemas termodinâmicos, expressa na lei zeroth da termodinâmica, fornece a estrutura para medir a temperatura.todas as escalas de temperatura, incluindo a moderna escala de temperatura termodinâmica utilizada no Sistema Internacional de unidades, são calibradas de acordo com as propriedades térmicas de uma determinada substância ou dispositivo. Tipicamente, isso é estabelecido pela fixação de dois pontos de temperatura bem definidos e pela definição de incrementos de temperatura através de uma função linear da resposta do dispositivo termométrico. Por exemplo, tanto a antiga escala Celsius quanto a escala Fahrenheit foram originalmente baseadas na expansão linear de uma coluna de mercúrio estreita dentro de uma gama limitada de temperaturas, cada uma usando diferentes pontos de referência e incrementos de escala.diferentes escalas empíricas podem não ser compatíveis entre si, exceto em pequenas regiões de sobreposição de temperatura. Se um termómetro de álcool e um termómetro de mercúrio tiverem dois pontos fixos, a saber, o ponto de congelação e de ebulição da água, a sua leitura não concordará entre si, excepto nos pontos fixos, como o linear 1.:1 a relação de expansão entre duas substâncias termométricas não pode ser garantida.as escalas de temperatura empíricas não refletem as leis fundamentais microscópicas da matéria. Temperatura é um atributo universal da matéria, mas escalas empíricas mapeiam uma estreita faixa em uma escala que é conhecida por ter uma forma funcional útil para uma aplicação particular. Assim, seu alcance é limitado. O material de trabalho só existe sob uma forma em determinadas circunstâncias, para além das quais já não pode servir de escala. Por exemplo, mercúrio congela abaixo de 234.32 K, pelo que a temperatura inferior a essa não pode ser medida numa escala baseada no mercúrio. Mesmo o seu-90, que interpola entre diferentes gamas de temperatura, tem apenas uma gama de 0,65 K a aproximadamente 1358 K (-272,5 °c a 1085 °c).

scaleEdit de gás Ideal

quando a pressão se aproxima de zero, todo o gás real se comportará como gás ideal, ou seja, pV de um mole de gás dependendo apenas da temperatura. Portanto, podemos projetar uma escala com pV como seu argumento. É claro que qualquer função bijetiva fará, mas por conveniência a função linear é a melhor. Portanto, definimo-lo como

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

a escala de gás ideal é, em algum sentido, uma escala “mista”. Ele depende das propriedades universais do gás, um grande avanço de apenas uma substância particular. Mas ainda é empírica, uma vez que coloca o gás em uma posição especial e, portanto, tem aplicabilidade limitada—em algum momento nenhum gás pode existir. Uma característica distintiva da escala de gás ideal, no entanto, é que ela é exatamente igual à escala termodinâmica quando está bem definida (ver abaixo).

Escala Internacional de temperatura de 1990Edit

O SEU-90 foi concebido para representar a escala de temperatura termodinâmica (referenciando o zero absoluto) o mais próximo possível de toda a sua gama. Muitos projetos diferentes de termômetro são necessários para cobrir toda a gama. Estes incluem Termómetros de pressão de vapor de hélio, Termómetros de gás de hélio, Termómetros normais de resistência à platina (conhecidos como SPRTs, PRTs ou Platinum RTDs) e Termómetros de radiação monocromática.embora as escalas Kelvin e Celsius sejam definidas usando zero absoluto (0 K) e o ponto triplo da água (273.16 K e 0,01 °C), é impraticável usar esta definição a temperaturas muito diferentes do ponto triplo da água. Assim, o seu-90 usa numerosos pontos definidos, todos baseados em vários estados de equilíbrio termodinâmico de quatorze elementos químicos puros e um composto (água). A maioria dos pontos definidos baseia-se numa transição de fase; especificamente o ponto de fusão/congelação de um elemento químico puro. No entanto, os pontos criogênicos mais profundos são baseados exclusivamente na relação pressão de vapor/temperatura do hélio e seus isótopos, enquanto o restante de seus pontos frios (aqueles menos que a temperatura ambiente) são baseados em pontos triplos. Exemplos de outros pontos definidores são o ponto triplo do hidrogênio (-259,3467 °C) e o ponto de congelação do alumínio (660,323 °c).

Termómetros calibrados por ITS-90 utilizam fórmulas matemáticas complexas para interpolar entre os seus pontos definidos. A ITS-90 especifica controle rigoroso sobre variáveis para garantir a reprodutibilidade do laboratório ao laboratório. Por exemplo, o pequeno efeito que a pressão atmosférica tem sobre os vários pontos de fusão é compensado por (um efeito que normalmente não equivale a mais de meio milikelvin entre as diferentes altitudes e pressões barométricas prováveis de ser encontrado). O padrão até compensa o efeito de pressão devido à profundidade da sonda de temperatura que é imersa na amostra. ITS-90 também faz uma distinção entre” congelamento “e” derretimento ” pontos. A distinção depende do facto de o calor entrar (fusão) ou sair (congelação) da amostra quando é feita a medição. Apenas o gálio é medido durante a fusão, todos os outros metais são medidos enquanto as amostras estão geladas.existem muitas vezes pequenas diferenças entre as medições calibradas por sua-90 e a temperatura termodinâmica. Por exemplo, medições precisas mostram que o ponto de ebulição da água de VSMOW sob uma atmosfera padrão de pressão é na verdade 373.1339 K (99.9839 °C) quando aderindo estritamente à definição de dois pontos de temperatura termodinâmica. Quando calibrado para ITS–90, onde deve-se interpolar entre a definição de pontos de gálio e índio, o ponto de ebulição da VSMOW água é de cerca de 10 mK menos, sobre 99.974 °C. A virtude da ITS–90 é que um outro laboratório em outra parte do mundo vai medir a mesma temperatura com facilidade devido às vantagens de um seguro internacional de calibração padrão, apresentando muitos convenientemente espaçadas, reproduzível, a definição de pontos, abrangendo uma ampla gama de temperaturas.