International Temperature Scale of 1990

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 Wasser 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. Rauschthermometrie, Gasthermometrie, Akustische Thermometrie, Radiometrie) 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-Dampfdruck-Thermometer, Heliumgas-Thermometer, Standard-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
Gefrierpunkt von Indium	429,7485	156,5985
Gefrierpunkt von Zinn	505,1181	231,928
Gefrierpunkt von Zink	692,73	419,527
Gefrierpunkt von Aluminium	933,473	660,323
Gefrierpunkt von Silber	1234,93	961,78
Gefrierpunkt von Gold	1337,33	1064,18
Gefrierpunkt 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)

Literatur

• Physics, Patrick Fuller, publiziert 1994 von Heinemann.