Температурные шкалы
Температу́рные шка́лы, установленные шкалы измерений температуры. Характеризуются начальной точкой и единицей измерения (величиной 1°). В 18 в. было предложено несколько температурных шкал: в 1714 г. – шкала Фаренгейта (F), в которой за ноль была принята температура таяния смеси снега, соли и хлорида аммония (нашатыря), а за 1 °F – 1/32 часть температурного интервала между нулевой точкой и температурой таяния льда; в 1730 г. – шкала Реомюра (0 °R – точка таяния льда, 80 °R – точка кипения воды); в 1742 г. – шкала Цельсия (0 °С – точка таяния льда, 100 °С – точка кипения воды). В 1848 г. лорд Кельвин (У. Томсон) предложил термодинамическую температурную шкалу, в которой за ноль была принята температура абсолютного нуля, а интервал в 1° приравнен к 1 °С.
Ныне применяются термодинамические пропорциональные температурные шкалы, приближённые к ним практические температурные шкалы и интервальные практические температурные шкалы (шкалы разностей, к ним относятся шкалы Фаренгейта, Цельсия и Реомюра). Единица измерения термодинамической пропорциональной температурной шкалы в Международной системе единиц СИ (SI) – кельвин (К), равен 1/273,16 температуры тройной точки воды. Непосредственное применение термодинамической температурной шкалы. затруднительно, поэтому используют установленные практические температурные шкалы (ПТШ), базирующиеся, как правило, на ряде реперных точек температуры, в качестве которых используют тройные точки фазовых состояний, точки плавления и затвердевания различных веществ. Максимально приближена к термодинамической температурной шкале Международная практическая температурная шкала МТШ-90, принятая на 17-й сессии Консультативного комитета по термометрии в 1989 г. и утверждённая Международным комитетом мер и весов. Шкала МТШ-90 установлена и реализуема с точки 0,65 К и не ограничена сверху. Расхождения между МТШ-90 и термодинамической температурной шкалой не превышают 1–3 мК. Как и все предыдущие ПТШ, она опирается на 17 реперных точек.
Интервальные температурные шкалы по-прежнему применяются в разных странах (шкала Реомюра практически вышла из употребления). Используется также термодинамическая температурная шкала Ренкина (Ra), в которой ноль совпадает с 0 К, а 1 °Ra = 1 °F. Соотношения между единицами измерения и температурами по разным температурным шкалам (шкала Кельвина – , Цельсия – , Реомюра – , Фаренгейта – , Ренкина – ) следующие: 1 °С = 1 К, 1 °R = 1,25 °С = 1,25 К, 1 °F = 5/9 °С = 5/9 К = 1 °Ra; = +273,15; = 1,25, = 1,25 + 273,15, = 5/9( – 32), = 5/9( – 32) + 273,15, = 5/9. Необходимо иметь в виду, что при представлении результатов измерений в шкалах Цельсия, Фаренгейта и Реомюра (в отличие от термодинамической температурной шкалы) нельзя выражать погрешность измерений в процентах, т. к. начало отсчёта в этих шкалах выбрано произвольно. Также неверны утверждения об изменении, например, температуры Цельсия в какое-либо число раз: 10 и 15 °С отличаются на 5 °С, но не в 1,5 раза.
Функционально связаны с термодинамической температурной шкалой шкалы яркостной температуры, радиационной температуры, цветовой температуры, шумовой температуры.