II.

温度目盛り

温度変化は、ほかの物質の性質の変化によって測定される。16世紀末ごろにガリレイらが、気体の熱膨張を利用して温度計をつくった。アルコールをつかった温度計は、17世紀になってつくられた。18世紀初めに、ドイツの物理学者ファーレンハイトが水銀温度計をつくった。これは、細いガラス管に水銀を封入し、その熱膨張による伸びをはかり、水銀柱の高さで温度をとらえるものである。

今日、世界では5種類の温度目盛りがもちいられている。摂氏温度(セルシウス度)、華氏温度(ファーレンハイト度)、ケルビン温度、ランキン温度、国際実用温度である(→ 温度計)。国際実用温度以外はみな提唱した人の名をとってよばれている。

摂氏目盛りは水の氷点を0°C、沸点を100°Cとするもので、スウェーデンの天文学者セルシウスによりつくられ、世界で広くもちいられている。単位としては、Cをもちいる。科学分野でもよく利用されているが、公式には国際実用温度目盛り(IPTS：International Practical Temperature Scale)が標準とされている。

ファーレンハイトによって考案された温度目盛りは、1気圧(10万1325Pa)のもとで水の氷点(水の凝固点)を32°F、沸点を212°Fとするもので、英語圏の国で水銀温度計によくもちいられている。単位としてはFがつかわれる。摂氏目盛りに換算するには、次のようになる。

C = 5/9 × (F - 32)

反対に、華氏温度を摂氏温度に換算するときには、次の式をもちいる。

F = 1.8C

ケルビン温度目盛りは、1848年にイギリスの科学者ウィリアム・トムソン(ケルビン卿)によって導入された。絶対零度つまり-273.15°Cを0Kとし、摂氏と同じ刻みで目盛りをつけたものである。ランキン温度目盛りは、ケルビン温度と同じように絶対零度を0°Rとし、華氏と同じ刻みでめもられ、水の氷点は492°R、沸点は672°Rとなる。

温度の測定精度が向上したことにともない、1927年から実用的な国際標準として、国際実用温度目盛りが利用されている。そこでは、物質の相転移などをつかった定義定点がさだめられ、90年からはITS-90がつかわれている。そのITS-90では、100°Cとされてきた水の沸点が99.974°Cに改定され、定義定点からははずされた。その結果、800°C近くで従来の温度目盛りとの誤差が最大で0.4°C生じることになったが、許容差の範囲であり、大きな影響は生じていない。