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國際單位制的規則( 三 )


⑤ 熱力學溫度單位——開爾文(K) 。1954年第10屆國際計量大會規定了熱力學溫度單位的定義,它選取水的三相點為基本定點,并定義其溫度為273.16K 。1967年第 13屆國際計量大會通過以開爾文的名稱(符號K)代替“開氏度”(符號K),其正式定義是:
熱力學溫度單位開爾文,是水三相點熱力學溫度的 1/273.16 。同時,大會也決定用單位開爾文及其符號K表示溫度間隔或溫差 。
【國際單位制的規則】除了以開爾文表示的熱力學溫度(符號T,見熱力學溫標)外,也使用由式t=T-T0定義的攝氏溫度(符號t) 。式中T0=273.15K是水的冰點的熱力學溫度,它同水的三相點的熱力學溫度相差0.01K(開爾文) 。攝氏溫度的單位是攝氏度(符號℃) 。因此,“攝氏度”這個單位同單位“開爾文”相等 。攝氏溫度間隔或溫差用攝氏度表示 。
按照熱力學溫度單位開爾文的定義,對溫度進行絕對測量,必須借助熱力學溫度計,例如借助氣體溫度計 。從理論上來說,熱力學溫標是合理的,但具體實現卻非常困難 。因此,國際上決定采用實用溫標,這種實用溫標不能代替熱力學溫標,而是根據當時測量技術的水平盡可能提高準確度,逼近熱力學溫標 。根據實用性的要求,還應在國際上進行統一 。
1927年第 7屆國際計量大會通過了第一個國際溫標 。這個國際溫標在1948年進行了修改,由1960年第11屆國際計量大會定名為 1948年國際實用溫標(代號為IPTS-48) 。后來又有了IPTS-48的1960年修訂版 。修訂版的固定點溫度值仍保持1948年的值 。
1968年國際計量委員會又通過了新的國際實用溫標,它同目前所知的最佳熱力學結果相符 。這個溫標的代號為IPTS-68 。它是建立在下列兩點的基礎上的:首先,有11個可以復現的固定點,在13.81K到1337.58K范圍內規定用氣體溫度計測定固定點的溫度值;其次,規定用標準儀器(13.81K到903.89K為鉑電阻溫度計,903.89K到1337.58K為鉑銠鉑熱電偶,1337.58K以上用光譜高溫計和常數с2=0.014338m·K),根據規定的固定點進行分度(見溫度測量) 。
特別需要注意的是:水的三相點不是冰點,冰點與氣壓和水中的溶質有關(比如空氣),三相點只與水本身的性質有關 。由此推算出的1K的大小與1℃相等,且水在101.325Pa下的熔點約為273.15K 。
⑥ 物質的量單位——摩爾(mol) 。這個單位同原子量有密切關系 。最初,“原子量”是以化學元素O(氧)的原子量(規定為16)為標準 。但是化學家是把O(氧)的同位素O-16、O-17、O-18的混合物,即天然氧元素的數值定為16 。而物理學家則是把氧的一種同位素即氧-16的數值定為16,兩者很不一致 。1959—1960年,國際純粹與應用物理學聯合會(IUPAP)和國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)取得一致協議后,結束了這種不一致局面 。決定改用碳同位素C-12作為標準,把它的原子量定為12,并以此為出發點,給出了“相對原子質量”的數值 。余下的問題是通過確定C-12的相應質量以定義物質的量的單位 。根據國際協議,一個“物質的量”單位的C-12應有 0.012Kg(千克) 。這樣定義的“物質的量”單位取名摩爾(符號mol) 。
國際計量委員會根據國際純粹與應用物理聯合會、國際純粹與應用化學聯合會及國際標準化組織的建議,于 1967年制定并于 1969年批準了摩爾的定義,最后由1971年第14屆國際計量大會通過,其定義為:摩爾是一系統的物質的量,該系統中所包含的基本單元數與0.012Kg C-12的原子數目相等 。在使用摩爾時基本單元應予以指明,它可以是原子、分子、離子、電子以及其他粒子;或是這些粒子的特定組合 。摩爾的這個定義同時嚴格明確了以摩爾為單位的量的性質 。

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