ITS-90

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Die Internationale Temperaturskala von 1990 (International Temperature Scale of 1990: ITS-90) wurde 1989 vom Internationalen Komitee für Maß und Gewicht (CIPM) verabschiedet. Sie definiert Temperaturen in den Einheiten Kelvin und Grad Celsius und unterstützt die Vergleichbarkeit und Kompatibilität von Temperaturmessungen. Sie wird benötigt, da die Messung der Thermodynamischen Temperatur mittels eines Primärthermometers sehr kompliziert und zeitaufwendig ist. Im Gegensatz dazu ist die Temperaturbestimmung mit Sekundärthermometern einfacher. Allerdings müssen diese kalibriert werden, was die ITS-90 ermöglicht.[1]

Aufbau[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die ITS-90 definiert von 0,65 K bis zu den höchsten messbaren Temperaturen, die Temperaturen in Kelvin und in Grad Celsius, welche nur eine (möglichst gute) Annäherung an die wirkliche thermodynamische Temperatur darstellen. Dazu legt die ITS-90 legt spezielle Temperaturen, sogenannte Fixpunkte (zumeist Temperaturen bestimmter Phasenübergänge einiger Stoffe), fest, die in der Vergangenheit mit einem Primärthermometer ermittelt wurden. Zwischen diesen Temperaturwerten wird mittels definierter Thermometer interpoliert (sehr selten auch extrapoliert), die zuvor an den Fixpunkten kalibriert wurden. Die Skala ist in einzelne Bereiche unterteilt, in denen ein bestimmtes Interpolationsthermometer vorgeschrieben ist. Die einzelnen Temperaturbereiche überlappen sich und führen so zu einer inhärenten Mehrdeutigkeit der Skala führen (da verschiedene Verfahren und verschiedene Fixpunkte meist nicht exakt dieselben Temperaturen ergeben).[1]

Um die ganze Skala abzudecken, benötigt man:

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 ITS-90 wird zu tieferen Temperaturen durch die vorläufige Tieftemperaturskala von 0,9 K bis 1  (Provisonal Low Temperature Scale from 0.9 K to 1 K, PLTS-2000) ergänzt.[1]

Fixpunkte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die folgende Tabelle zeigt die Fixpunkte der Skala.[1][2]

Fixpunkt Temperatur (K) Temperatur (°C)
Tripelpunkt von Wasserstoff 0013,8033 −259,3467
Dampfdruck des Wasserstoffs bei 32,9 kPa 00≈17 −256,15
Dampfdruck des Wasserstoffs bei 102,2 kPa 0020,3 −252,85
Tripelpunkt von Neon 0024,5561 −248,5939
Tripelpunkt von Sauerstoff 0054,3584 −218,7916
Tripelpunkt von Argon 0083,8058 −189,3442
Tripelpunkt von Quecksilber 0234,3156 0−38,8344
Tripelpunkt von Wasser 0273,16 0000,01
Schmelzpunkt von Gallium 0302,9146 0029,7646
Schmelzpunkt von Indium 0429,7485 0156,5985
Schmelzpunkt von Zinn 0505,078 0231,928
Schmelzpunkt von Zink 0692,677 0419,527
Schmelzpunkt von Aluminium 0933,473 0660,323
Schmelzpunkt von Silber 1234,93 0961,78
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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d Joachim Seidel, Jost Engert, Bernd Fellmuth, Joachim Fischer, Jürgen Hartmann, Jörg Hollandt, Erich Tegeler: Die Internationalen Temperaturskalen ITS-90 und PLTS-2000. In: PTB-Mitteilungen. Band 117, Nr. 3, 2017, S. 16–22.
  2. a b c d e Walter Blanke: Die neue „Internationale Temperaturskala von 1990“. In: Physik in unserer Zeit. Band 22, Nr. 1, 1991, S. 13–19.