Отклонение МТШ-90 от термодинамической шкалы
В настоящее время шкала МТШ-90 повсеместно используется для измерения температуры в научных лабораториях, медицине и промышленности. Замена данной шкалы на какую-то другую пока не планируется. Однако значения температуры, полученные с использованием методов МТШ-90, имеют расхождение с термодинамической температурой, которая отражает состояние системы. И хотя введенное в 2019 г. новое определение единицы температуры предполагает использование для измерения температуры термодинамических методов, эти методы сложны и повсеместно применяться не могут. Поэтому очень важно знать величину расхождения между термодинамической температурой Т и температурой Т90, определенной по МТШ-90.
В 2010 году по запросу CCT рабочая группа 4 (WG4) критически рассмотрела все опубликованные измерения разницы Т-Т90, для получения которой использовались методы газовой термометрии постоянного объема, акустической термометрии, спектральной радиационной термометрии, радиационной термометрии полного излучения, шумовой термометрии и газовой термометрии диэлектрической проницаемости. Обобщенные оценки для T – T90 были приведены в отчете 2011 года на основе выборочных экспериментальных измерений от 4,2 К до 1358 K, а также рекомендаций по аналитическим аппроксимациям Т-Т90 в диапазоне от 0,65 К до 1358 К.
Заметим, что наилучшая оценка термодинамической температуры тройной точки воды остается 273,1600(1) К со стандартной неопределенностью, указанной в скобках, и данное значение может использоваться как термодинамическая реперная точка с очень высокой точностью.
Публикуем таблицу расхождения термодинамической шкалы температур и практической шкалы МТШ-90. Неопределенности значений оцениваются при К=1. Значения в диапазоне температур до 335 К были обновлены в 2022 г. Значения выше 335 К соответствуют оценкам 2011 г.
Таблица 1. Расхождение термодинамической шкалы температур и практической шкалы МТШ-90
Документ ККТ «Updated Estimates of the Differences between Thermodynamic Temperature T and the ITS-90 Temperature T90» доступен на сайте МБМВ по ссылке: https://www.bipm.org/en/committees/cc/cct/temperature-scales
В документе также приведены интерполяционные функции для расчета разности Т-Т90 в зависимости от температуры для различных диапазонов.
Например в диапазоне температур от 335 до 1357,77 К можно использовать следующий полином:
Где: c0 = 0.0497 c1 = -0.3032 c2 = 1.0254 c3 = -1.2895 c4 = 0.5176
Относительное отклонение рассчитанных по полиному значений от значений Таблицы 1 составляют менее 15%, за исключением точки 600 К и точки золота.