热力学温标和摄氏温标之间的换算关系

热力学温标的定义要用热力学第二定律。我们先直接引用，然后在后面几页严格证明。热力学温标给出了一个绝对零度，这个最低温度只能无限接近，而不能达到(即热力学第三定律)。

在国际温标中，热力学温度T的单位是开尔文(kai)，符号为K，定义为水三相点热力学温度的1/273.16。这种水的冰点是273.15K，因此定义了摄氏度:

t/℃=T/K-273.15

温度的单位是摄氏度，等于开尔文，符号是℃。

我们在前面的状态方程中使用的所有温度都是热力学温度。

理想气体温标示意图

热力学标度定义的温度只是理论上的，很难在实验上实现。等容气体温度计测量温度的原理是利用理想气体的状态方程。

pV=nRT，T=pV/nR

气体充入体积为V0的气泡中，气泡与被测物体保持良好的热接触。充气量N已知，只要测出气体压力P，温度T就知道了，但此时得到的温度不是我们所要求的。因为用了理想气体的物态方程，所以使得p→0。在实验中，我们可以逐渐减小充气量N，并测量逐渐减小的压力p。从p1、p2、p3、...，我们可以得到T1，T2，T3，...，在P-T图上画一条直线，延伸到p→0。温度轴上的焦点是要测量的温度“T”。

摄氏温标建立在热力学温标之前，冰点为0℃，沸点为100℃，中间平分。温度的符号是T，单位是℃。1966年，国际计量大会重新定义了摄氏温标，并从热力学温标衍生而来。

t/℃=T/K —273.15

这样，我们使摄氏温标与热力学温标一致。在国际标准上，只使用上述两种温标，但有些国家仍使用另一种温标——华氏温标，其单位为华氏，符号为℉,与摄氏的关系为

tF/℉=9/5 t/℃ + 32

因为用等容气体温度计直接实现热力学温度在技术上是非常困难的，只有少数几个国家能做到。为了有一个各国都能接受的、一致的温度测量标准，国际计量大会从1927年开始制定国际温标，几经修改，现在使用的是1990年的国际温标。

1990年国际温标对热力学温度和摄氏温度的定义是我们以前的方法，温标的最低温度是0.65K K，国际温标通过定义的17个固定点、不同温区的温度计以及测温性质与温度的关系来定义温标。在0.65K到5.0K之间，氦三、氦四蒸气压温度计及其蒸气压和温度点用内插法公式标定和定义:在氢的平衡三相点(13.803K)和银的凝固点(1234.93K)之间，铂电阻温度计在一组固定点标定，用正在进行的内插法公式定义；银的凝固点由光学高温计、固定点和普朗克辐射定律确定。

有了国际温度标准，ITS-90可以在所有国家出现，然后传输到全国。

0.65K以下没有国际温标，当然人们希望有一个一致认可的温标，一直到低得多的温度。从目前的研究情况来看，可能会选取一些固定点，比如超导体的零磁场转变点。

今天的温标介绍到此结束。希望大家继续关注老郭的热力学系列文章，让我们一起努力，一起学习，一起探讨。说到我要重点讲的部分，我会在文章里给大家解释，我们可以为感兴趣的伙伴成立一个研究小组。呵呵，我们现在最需要的是一个会解场方程的好数学助手。