Общие сведения об измерении температуры

Одним из основных технологических параметров в химическом производстве является температура. Температура — фундаментальная физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы.

Измерение температуры предполагает построение шкалы температур на основе воспроизведения ряда равновесных состояний — реперных точек, которым приписаны определенные значения температур, и создания интерполяционных приборов, реализующих шкалу между ними.

Чаще всего используются три температурные шкалы: эмпирические шкалы Цельсия и Фаренгейта и термодинамическая шкала Кельвина. Наиболее употребляемая температурная шкала была предложена А. Цельсием (A. Celsius) в 1742 г. Опорными точками этой шкалы являются температура плавления льда (О °С) и температура кипения воды (100 °С). Первая температурная шкала была введена Г. Фаренгейтом (G. Fahrenheit) в 1715 г. Для нижней опорной точки (0 °F) была использована температура замерзания солевого раствора, а для верхней — температура под мышкой здорового англичанина (96 °F). В 1848 г. лорд Кельвин (У. Томсон) предложил термодинамическую температурную шкалу, основанную на втором законе термодинамики. Термодинамическую температуру («абсолютную температуру») обозначают символом Т. Единицей ее измерения является кельвин (К), определенный как 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды.

Приборы для измерения температуры называют термометрами. Различают контактный и бесконтактный методы измерения температуры.

На рис. 57 выполнено ориентировочное сравнение областей применения термометров наиболее распространенных типов. Естественно, что границы этих областей у различных изготовителей неодинаковы. В ближайшее время предельные температуры применения термометров, особенно электрических, могут быть смещены как в сторону более высоких, так и в сторону низких температур. Штриховыми линиями на рис. 57 показаны области температур, в которых термометры используются только кратковременно.

Рис. 57. Сравнение температурных диапазонов контактных и бесконтактных термометров