ITS-90
Die Internationale Temperaturskala von 1990 (International Temperature Scale of 1990: ITS-90) definiert Temperaturen in den Einheiten Kelvin und Celsius und unterstützt die Vergleichbarkeit und Kompatibilität von Temperaturmessungen. Obwohl das Kelvin mittels des Absoluten Nullpunkts (0 K) und des Tripelpunkts von Wasser (273,16 K) definiert ist, ist es unhandlich, diese Definition bei Temperaturen zu verwenden, die vom Tripelpunkt des Wassers weit entfernt sind, da entsprechende Verfahren zur Bestimmung der absoluten Temperatur extrem aufwändig und mit hoher Unsicherheit verbunden sind.
Die ITS-90 legt spezielle Temperaturen, sogenannte Fixpunkte (zumeist Temperaturen bestimmter Phasenübergänge einiger Stoffe), beginnend bei 0,65 K (aufwärts) fest, die in der Vergangenheit mit einem absoluten Verfahren (u.a. Rauschthermometer, Gasthermometer, Akustisches Thermometer, Radiometer) ermittelt wurden. Zwischen diesen Temperaturwerten wird mittels definierter Thermometer interpoliert (sehr selten auch extrapoliert), die zuvor an den Fixpunkten kalibriert wurden. Um die ganze Skala abzudecken, benötigt man: Helium-Dampfdruckthermometer, Helium-Gasthermometer, Platin-Widerstandsthermometer und Monochromatische-Strahlungs-Thermometer. Dazwischen ergeben sich mehrere Temperaturbereiche, die sich teilweise überlappen, und so zu einer inhärenten Mehrdeutigkeit der Skala führen (da verschiedene Verfahren und verschiedene Fixpunkte meist nicht exakt dieselben Temperaturen ergeben).
Die vorgegebenen Werte (der Fixpunkte), auf denen die ITS-90 beruht, geben nur den Stand aus dem Jahre 1990 wieder, und können in einer zukünftigen Skala ITS-XX verfeinert werden (zu erwarten nach 2010). Ebenso können die Interpolationsformeln und sogar die Thermometrie-Verfahren angepasst werden, so wie auch die ITS-90 nur eine Weiterentwicklung ihrer Vorgänger ist, die IPTS-68 und die EPT-76 (Tieftemperaturbereich). So wie heute historische Präzisionsmessungen ineinander umgerechnet werden können, sichert die ITS-90 eine Nachvollziehbarkeit von Temperaturangaben in unserer Zeit für die Zukunft, was die absoluten Verfahren (noch) nicht leisten können.
Die folgende Tabelle zeigt einige Werte der Skala.
| Fixpunkt | Temperatur (K) | Temperatur (°C) |
|---|---|---|
| Tripelpunkt von Wasserstoff | 13,8033 | -259,3467 |
| Wasserstoff bei 32,9 kPa | 17 | -256,15 |
| Wasserstoff bei 102,2 kPa | 20,3 | -252,85 |
| Tripelpunkt von Neon | 24,5561 | -248,5939 |
| Tripelpunkt von Sauerstoff | 54,3584 | -218,7916 |
| Tripelpunkt von Argon | 83,8058 | -189,3442 |
| Tripelpunkt von Quecksilber | 234,3156 | -38,8344 |
| Tripelpunkt von Wasser | 273,16 | 0,01 |
| Schmelzpunkt von Gallium | 302,9146 | 29,7646 |
| Schmelzpunkt von Indium | 429,7485 | 156,5985 |
| Schmelzpunkt von Zinn | 505,1181 | 231,928 |
| Schmelzpunkt von Zink | 692,73 | 419,527 |
| Schmelzpunkt von Aluminium | 933,473 | 660,323 |
| Schmelzpunkt von Silber | 1234,93 | 961,78 |
| Schmelzpunkt von Gold | 1337,33 | 1064,18 |
| Schmelzpunkt von Kupfer | 1357,77 | 1084,62 |
Im Bereich zwischen 3 K und 5 K respektive -270,15 °C bis -268,15 °C werden keine Fixpunkte, sondern der Dampfdruck von Helium verwendet.
Weblinks
- Internationale Temperaturakala von 1990
- Überblick über die Geschichte der Temperaturskalen (englisch)
- Unterschiede zwischen ITS-90, EPT-76 und IPTS-68 (englisch) (dieses und weitere Dokumente hier) (PDF-Datei; 136 kB)
- Konvertierung von Temperaturwerten auf unterschiedlichen internationalen Skalen; Gleichungen und Algorithmen.
- Rechenbeispiel ITS-90 Kennlinie
Literatur
- Physics, Patrick Fuller, publiziert 1994 von Heinemann.