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Dirección de Metrología
PATRONES NACIONALES DE TEMPERATURA
Unidad de Temperatura
La unidad de la magnitud física fundamental conocida como temperatura
termodinámica (cuyo símbolo es T) es el kelvin, cuyo símbolo es K,
definido en el Sistema Internacional de Unidades SI, como la fracción
1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.
Debido a la forma en que históricamente se definieron las anteriores
escalas de temperatura sigue siendo una práctica común, aceptada dentro
del Sistema Internacional de Unidades SI , expresar la temperatura en
términos de su diferencia respecto de 273,15 K ; la temperatura que
corresponde al punto fijo del hielo.
El texto completo de la ITS-90 en castellano preparado por el Laboratorio
de Temperatura de la Dirección de Metrología del INACAL puede verse en
el siguiente enlace: http://www.inacal.gob.pe/inacal/index.php/cursoseventos-y-publicaciones/publicaciones/otras-publicaciones
Incertidumbres expandidas: Las incertidumbres expandidas para las
temperaturas en los puntos fijos realizados en el Laboratorio de
Temperatura de la Dirección de Metrología del INACAL están
determinadas por la reproducibilidad de los mismos. A continuación se
listan las incertidumbres correspondientes con un factor de cobertura k = 2
para un nivel de confianza de aproximadamente 95%.
Una temperatura termodinámica T expresada en esta forma se conoce
como temperatura Celsius (cuyo símbolo es t), definida por la ecuación:
PATRONES NACIONALES DE TEMPERATURA
(Resolución N° 006-2012/SNM-INDECOPI publicada el 2012-12-16)
t/°C = T/K – 273,15
La unidad de la temperatura Celsius es el grado Celsius cuyo símbolo es
°C , el cual por definición es igual en magnitud al kelvin.
Una diferencia de temperatura puede expresarse en kelvins o en grados
Celsius.
Puntos Fijos de Definición para el Valor de Temperatura VT con
Incertidumbre expandida U
1) Punto Triple del Agua
H 2O
Agua de alta pureza (*)
VT= 273,160 K =
U=
0,002 K =
0,010 °C
0,002 °C
2) Punto de Solidificación del Estaño
Sn
Estaño (pureza ≥ 99,9999%)
VT = 505,078 K
U=
0,004 K
= 231,928 °C
=
0,004°C
VT = 692,677 K
U=
0,005 K
= 419,527 °C
=
0,005°C
3) Punto de Solidificación del Zinc
Zn
Zinc (pureza ≥ 99,9999%)
4) Punto de Solidificación del Aluminio
Fig. 1 - Celdas del Punto Triple del Agua, de los Puntos de Solidificación del
Estaño; del Zinc y del Aluminio
Escala Internacional de Temperatura de 1990[1] [2]
La Escala Internacional de Temperatura de 1990, conocida como ITS-90,
fue aprobada en 1989 por el Comité Consultivo de Termometría (CCT) y el
Comité International des Poids et Mesures (CIPM) del Bureau International
des Poids et Mesures (BIPM) en su condición de ser las autoridades más
altas en Termometría mundialmente reconocidas. Es pues la Escala de
Temperatura que actualmente está vigente y en uso en todo el mundo
pues es la más cercana aproximación práctica a la temperatura
termodinámica T .
La ITS-90 define así la Temperatura Kelvin Internacional; símbolo T90; y
la Temperatura Celsius Internacional, símbolo t90 . La relación entreT90 y
t90 es la misma que entre T y t; es decir:
t90/°C = T90 /K – 273,15
La unidad de la magnitud física T90 es el kelvin; símbolo K ; y la unidad de
la magnitud física t90 es el grado Celsius, símbolo °C , igual como lo es
para la temperatura termodinámica T y la temperatura Celsius t .
Al
Aluminio (pureza ≥ 99,9999%) VT = 933,473 K = 660,323 °C
U=
0,008 K =
0,008°C
(*) La composición isotópica de esta agua produce una incertidumbre de
0,04 mK aproximadamente.
Información Adicional
Trazabilidad
Puesto que en el Laboratorio de Temperatura de la Dirección de
Metrología del INACAL se cuenta con las celdas de Punto Fijo prescritas
en el texto de la ITS-90, y éstas han sido comparadas con patrones
internacionales, entonces éstas se constituyen no solamente como los
Patrones Nacionales, sino que son también patrones primarios, por lo que
constituyen el origen de la trazabilidad en temperatura en Perú dentro del
Sistema Internacional de Unidades SI y dentro del Sistema Legal de
Unidades de Medida del Perú SLUMP.
Comparaciones Internacionales
Nuestras celdas han sido comparadas con las correspondientes del
National Institute of Standards and Technology NIST de Estados Unidos;
del National Research Council NRC de Canadá, y del Centro Nacional de
Metrología CENAM de México.
Producto de los mejores trabajos de investigación científica en el mundo la
ITS-90 asignó valores de temperatura a 17 estados de equilibrio
termodinámico de 15 sustancias puras, denominados Puntos Fijos,
especificó los termómetros patrones a emplearse y definió las ecuaciones
de interpolación válidas en diversos alcances de temperatura.
Futuro Desarrollo
Progresivamente se van a incorporar otros puntos fijos de definición que
extiendan el alcance de temperatura cubierto actualmente.
La ITS-90 definió así la temperatura desde 0,65 K (= -272,50 °C) hasta la
más alta temperatura que pueda obtenerse usando la Ley de Radiación de
Planck que puede ser decenas de miles de grados Celsius o más.
Los termómetros usados para efectuar dichas interpolaciones son:
[1] Comité Consultivo de Termometría (CCT); Comité International des
Poids et Mesures (CIPM) del Bureau International des Poids et Mesures
(BIPM); “The International Temperature Scale of 1990 (ITS-90)”;
Metrologia; 27; 3-10 (1990).
1)
[2] Working Group 1; Comité Consultivo de Termometría (CCT); Bureau
International des Poids et Mesures (BIPM); “Supplementary Information for
the International Temperature Scale of 1990”; (1990)
2)
3)
En el intervalo desde 0,65 K a 13,8033 K (es decir desde -272,50 °C
hasta -259,3467 °C): El termómetro de gas.
En el intervalo desde 13,8033 K hasta 1234,93 K (es decir desde
-259,3467 °C hasta 961,78 °C): El termómetro de resistencia de
platino SPRT.
Para temperaturas mayores a 1234,93 K. (es decir 961,78 °C): El
termómetro de radiación.
Referencia: SNM-PN-LT-001
Referencias
Para mayor información sobre los servicios del Laboratorio Nacional de
Temperatura de la Dirección de Metrología del INACAL se puede ingresar
a la página web del INACAL www.inacal.gob.pe, sección “Metrología”.
Además, puede escribir al correo electrónico: metrologí[email protected]