International Temperature Scale of 1990
1990 کا بین الاقوامی درجہ حرارت پیمانہ (آئی ٹی ایس-90) ایک آلات کی انشانکن کا معیار ہے جو کیلون اور سیلسیس درجہ حرارت کے پیمانوں پر پیمائش کرنے کے لیے وزن اور پیمائش کی بین الاقوامی کمیٹی (سی آئی پی ایم) کے ذریعے متعین کیا گیا ہے۔ یہ تھرموڈینامک درجہ حرارت کا ایک تخمینہ ہے جو بین الاقوامی سطح پر درجہ حرارت کی پیمائش کی موازنہ اور مطابقت کو آسان بناتا ہے۔ یہ (سے) تک کے چودہ انشانکن پوائنٹس کی وضاحت کرتا ہے اور اسے متعدد درجہ حرارت کی حدود میں تقسیم کیا گیا ہے جو کچھ مثالوں میں اوورلیپ ہوتے ہیں۔ آئی ٹی ایس-90 بین الاقوامی درجہ حرارت کے پیمانے کے سلسلے میں سب سے حالیہ ہے جسے سی آئی پی ایم نے 1927 سے اپنایا ہے۔ وزن اور پیمائش پر 1989 کی جنرل کانفرنس میں اپنایا گیا، اس نے 1968 کے بین الاقوامی عملی درجہ حرارت کے پیمانے (1975 کا ترمیم شدہ ایڈیشن) اور 1976 کے "عارضی 0.0 K سے 30 K درجہ حرارت کے پیمانے" کی جگہ لے لی۔ سی سی ٹی نے آئی ٹی ایس-90 کے حصول میں مدد کے لیے کئی آن لائن گائیڈ بک بھی شائع کی ہیں۔ آئی ٹی ایس-90 کے زیر احاطہ سب سے کم درجہ حرارت 0.65 کے ہے۔ 2000 میں، اضافی پیمانے کو اپناتے ہوئے، درجہ حرارت کے پیمانے کو مزید بڑھا کر 0.9 ایم کے کر دیا گیا، جسے 2000 کا عارضی کم درجہ حرارت پیمانہ (پی ایل ٹی ایس-2000) کہا جاتا ہے۔ 2019 میں، کیلون کی نئی تعریف کی گئی۔ تاہم، آئی ٹی ایس-90 کی غیر یقینی صورتحال کے مقابلے میں تبدیلی بہت کم تھی، اور اس لیے آئی ٹی ایس-90 بغیر کسی اہم تبدیلی کے تجویز کردہ عملی درجہ حرارت کا پیمانہ بنا ہوا ہے۔ یہ توقع کی جاتی ہے کہ بنیادی تھرمومیٹری کے طریقوں میں بہتری کے ساتھ مل کر یہ نئی تعریف مستقبل میں آئی ٹی ایس-90 اور پی ایل ٹی ایس-2000 پر انحصار کو ختم کر دے گی۔ تفصیلات آئی ٹی ایس-90 کو تھرموڈینامک (مطلق) درجہ حرارت کے پیمانے (مطلق صفر کا حوالہ دیتے ہوئے) کی نمائندگی کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ پوری رینج کا احاطہ کرنے کے لیے بہت سے مختلف تھرمامیٹر ڈیزائن کی ضرورت ہوتی ہے۔ ان میں ہیلیم بخارات دباؤ تھرمامیٹر، ہیلیم گیس تھرمامیٹر، معیاری پلاٹینم مزاحمت تھرمامیٹر (جسے ایس پی آر ٹی کہا جاتا ہے) اور یک رنگ تابکاری تھرمامیٹر شامل ہیں۔ اگرچہ کیلون اور سیلسیس درجہ حرارت کے پیمانوں کی تعریف (2019 تک) پانی کے ٹرپل پوائنٹ (یا) کا استعمال کرتے ہوئے کی گئی تھی، لیکن اس تعریف کو ایسے درجہ حرارت پر استعمال کرنا ناقابل عمل ہے جو پانی کے ٹرپل پوائنٹ سے بہت مختلف ہیں۔ اس کے مطابق، آئی ٹی ایس-90 متعدد متعین نکات کا استعمال کرتا ہے، یہ سب چودہ خالص کیمیائی عناصر اور ایک مرکب (پانی) کی مختلف تھرموڈینامک توازن حالتوں پر مبنی ہیں۔ زیادہ تر متعین پوائنٹس فیز ٹرانزیشن پر مبنی ہوتے ہیں ؛ خاص طور پر خالص کیمیائی عنصر کا پگھلنے/منجمد ہونے کا نقطہ۔ تاہم، سب سے گہرے کریوجینک پوائنٹس خصوصی طور پر ہیلیم اور اس کے آاسوٹوپس کے بخارات کے دباؤ/درجہ حرارت کے تعلقات پر مبنی ہوتے ہیں جبکہ اس کے باقی کولڈ پوائنٹس (جو کمرے کے درجہ حرارت سے کم ہوتے ہیں) ٹرپل پوائنٹس پر مبنی ہوتے ہیں۔ دیگر متعین نکات کی مثالیں توازن ہائیڈروجن (یا) کا ٹرپل پوائنٹ اور ایلومینیم (یا) کا منجمد نقطہ ہیں۔ آئی ٹی ایس-90 کے متعین فکسڈ پوائنٹس مخصوص آاسوٹوپک کمپوزیشن کے ساتھ خالص کیمیائی نمونوں کا حوالہ دیتے ہیں۔ اس کے نتیجے میں، آئی ٹی ایس-90 میں نجاست اور آاسوٹوپک ساخت کی وجہ سے درجہ حرارت میں تغیرات کو درست کرنے کے لیے کئی مساوات شامل ہیں۔ آئی ٹی ایس-90 کے ذریعے کیلیبریٹ کیے گئے تھرمامیٹر پیچیدہ ریاضیاتی فارمولوں کا استعمال کرتے ہیں تاکہ اس کے متعین پوائنٹس کے درمیان انٹرپولیٹ کیا جا سکے۔ آئی ٹی ایس-90 لیب سے لیب تک تولیدی صلاحیت کو یقینی بنانے کے لیے متغیرات پر سخت کنٹرول کی وضاحت کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، مختلف پگھلنے والے مقامات پر ماحولیاتی دباؤ کے چھوٹے اثر کی تلافی کی جاتی ہے (ایک ایسا اثر جو عام طور پر مختلف اونچائی اور بیرومیٹرک دباؤ کا سامنا کرنے کے امکان میں نصف ملی کیلون سے زیادہ نہیں ہوتا ہے)۔ معیار دباؤ کے اثر کی تلافی بھی کرتا ہے کیونکہ درجہ حرارت کی تحقیقات نمونے میں کتنی گہرائی میں ڈوبی ہوئی ہے۔ آئی ٹی ایس-90 "منجمد" اور "پگھلنے والے" پوائنٹس کے درمیان بھی فرق کرتا ہے۔ فرق اس بات پر منحصر ہے کہ جب پیمائش کی جاتی ہے تو گرمی نمونے میں جا رہی ہے (پگھل رہی ہے) یا باہر (منجمد) ہو رہی ہے۔ صرف گیلیئم کو اس کے پگھلنے کے مقامات پر ماپا جاتا ہے ؛ آئی ٹی ایس-90 پر مقررہ پوائنٹس کی وضاحت کرنے والی دیگر تمام دھاتوں کو ان کے منجمد مقامات پر ماپا جاتا ہے۔ آئی ٹی ایس-90 کا ایک عملی اثر یہ ہے کہ اس کے تیرہ کیمیائی عناصر کے ٹرپل پوائنٹس اور منجمد/پگھلنے والے پوائنٹس آئی ٹی ایس-90 کے مطابق کیلیبریٹڈ تمام درجہ حرارت کی پیمائش کے لیے قطعی طور پر جانے جاتے ہیں کیونکہ یہ تیرہ اقدار تعریف کے مطابق طے ہیں۔ حدود فی آئی ٹی ایس-90 کیلیبریٹڈ پیمائش اور تھرموڈینامک درجہ حرارت کے درمیان اکثر چھوٹے فرق ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، عین مطابق پیمائش سے پتہ چلتا ہے کہ تھرموڈینامک درجہ حرارت کی دو نکاتی تعریف پر سختی سے عمل کرتے وقت دباؤ کے ایک معیاری ماحول کے تحت وی ایس ایم او ڈبلیو پانی کا ابلتا ہوا نقطہ دراصل 373.1339 کے (99.9839 ° سی) ہوتا ہے۔ جب آئی ٹی ایس-90 پر کیلیبریٹ کیا جاتا ہے، جہاں کسی کو گیلیم اور انڈیم کے متعین پوائنٹس کے درمیان انٹرپولیٹ کرنا ہوتا ہے، تو وی ایس ایم او ڈبلیو پانی کا بوائلنگ پوائنٹ تقریبا 10 ایم کے کم ہوتا ہے، تقریبا 99.974 ڈگری سیلسیس۔ آئی ٹی ایس-90 کی خوبی یہ ہے کہ دنیا کے دوسرے حصے میں ایک اور لیب ایک جامع بین الاقوامی انشانکن معیار کے فوائد کی وجہ سے اسی درجہ حرارت کی آسانی سے پیمائش کرے گی جس میں بہت سے آسان فاصلے، دوبارہ پیدا کرنے کے قابل، درجہ حرارت کی ایک وسیع رینج پر پھیلے ہوئے نکات کی وضاحت کی گئی ہے۔ اگرچہ "1990 کے بین الاقوامی درجہ حرارت کے پیمانے" کے عنوان میں لفظ "پیمانے" ہے، لیکن یہ ایک غلط نام ہے جو گمراہ کن ہو سکتا ہے۔ آئی ٹی ایس-90 ایک پیمانہ نہیں ہے۔ یہ ایک آلات کی انشانکن کا معیار ہے۔ فی آئی ٹی ایس-90 کیلیبریٹڈ آلات سے ماپا جانے والا درجہ حرارت کسی بھی درجہ حرارت کے پیمانے جیسے سیلسیس، کیلون، فارن ہائیٹ، یا رینکائن کا استعمال کرتے ہوئے ظاہر کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، درجہ حرارت کی پیمائش کیلون پر مبنی آئی ٹی ایس-90 معیار کے مطابق کیلیبریٹڈ آلات کا استعمال کرتے ہوئے کی جا سکتی ہے، اور اس قدر کو پھر فارن ہائیٹ پیمانے پر قدر میں تبدیل کیا جا سکتا ہے، اور اس کا اظہار کیا جا سکتا ہے (مثال کے طور پر۔ 211.953 °F)۔ آئی ٹی ایس-90 مطلق صفر کے انتہائی قریب درجہ حرارت کی پیمائش کے لیے استعمال ہونے والے انتہائی خصوصی آلات اور طریقہ کار کو حل نہیں کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، نینوکلون رینج (ایک کیلون کے اربویں حصے) میں درجہ حرارت کی پیمائش کے لیے، سائنس دانوں نے ایٹموں کو اڈیبیٹک طور پر ٹھنڈا کرنے کے لیے آپٹیکل لیٹس لیزر آلات کا استعمال کرتے ہوئے، اینٹریپمنٹ لیزرز کو بند کر دیا اور صرف اس بات کی پیمائش کی کہ وقت کے ساتھ ایٹم اپنے درجہ حرارت کی پیمائش کے لیے کتنی دور جاتے ہیں۔ 7 ملی میٹر/سیکنڈ کی رفتار والا سیزیم ایٹم تقریبا 700 این کے درجہ حرارت کے برابر ہوتا ہے (جو کہ 1994 میں این آئی ایس ٹی کے ذریعے حاصل کیا گیا ایک ریکارڈ سرد درجہ حرارت تھا)۔ تھرموڈینامک درجہ حرارت اور آئی ٹی ایس-90 () کے درمیان فرق کے تخمینے 2010 میں شائع ہوئے تھے۔ یہ واضح ہو گیا تھا کہ آئی ٹی ایس-90 0.65 کے سے 2 کے کی اوور لیپنگ رینج میں پی ایل ٹی ایس-2000 سے کافی حد تک ہٹ گیا تھا۔ اس سے نمٹنے کے لیے، ایک نیا 3 ایچ بخارات کا دباؤ پیمانہ اپنایا گیا، جسے کے نام سے جانا جاتا ہے۔ زیادہ درجہ حرارت کے لیے، متوقع اقدار درجہ حرارت 4.2 K-8 K کے لیے 0.1 mK سے کم ہیں، 130 K کے قریب درجہ حرارت پر 8 mK تک، پانی کے ٹرپل پوائنٹ (273.1600 K) پر 0.1 mK تک، لیکن 430 K کے قریب درجہ حرارت پر دوبارہ 10 mK تک بڑھ رہے ہیں، اور 1150 K کے قریب درجہ حرارت پر 46 mK تک پہنچ رہے ہیں۔ معیاری انٹرپولیٹنگ تھرمامیٹرز اور ان کی حدود کی وضاحت کرنے والے نکات نیچے دیے گئے جدول میں ITS-90 کے متعین فکسڈ پوائنٹس کی فہرست دی گئی ہے۔ تھرموڈینامک (مطلق) درجہ حرارت بھی دیکھیں-"حقیقی درجہ حرارت" جس کا آئی ٹی ایس-90 تخمینہ لگانے کی کوشش کر رہا ہے۔ 2000 کا عارضی کم درجہ حرارت پیمانہ (پی ایل ٹی ایس-2000)-ہیلیم-3 کے پگھلنے کے دباؤ کی بنیاد پر 0.0009 کے سے 1 کے کی حد کے لیے ایک نیا درجہ حرارت پیمانہ۔ کیلون ٹرپل پوائنٹ ویانا اسٹینڈرڈ مین اوشین واٹر (وی ایس ایم او ڈبلیو) ریزسٹنس تھرمامیٹر پلاٹینم ریزسٹنس تھرمامیٹر پلانکیان لوکس § انٹرنیشنل ٹمپریچر اسکیل-درجہ حرارت کے پیمانے کی مسلسل ترمیم نے بلیک باڈی کے سپیکٹرم اور درجہ حرارت کے درمیان تعلق کو کس طرح متاثر کیا ہے۔ حوالہ جات پریسٹن تھامس ایچ۔، میٹرولوجیہ، 1990، 27 (1)، 3-10 (ترمیم شدہ ورژن)۔ بیرونی روابط انٹرنیٹ آئی ٹی ایس-90 ریسورس (آئی ایس او ٹیک لمیٹڈ کے ذریعہ) آئی ٹی ایس-90 (سویڈش نیشنل ٹیسٹنگ اینڈ ریسرچ انسٹی ٹیوٹ کے ذریعہ) درجہ حرارت سینسرز کے بارے میں (معلومات کا ذخیرہ) این آئی ایس ٹی آئی ٹی ایس-90 تھرموکپل ڈیٹا بیس (ریاستہائے متحدہ کے محکمہ تجارت، نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف اسٹینڈرڈز اینڈ ٹیکنالوجی کے ذریعہ) مختلف بین الاقوامی درجہ حرارت کے پیمانوں میں تبدیلی ؛ مساوات اور الگورتھم۔ 1989 کے درجہ حرارت میں 78 ویں اجلاس میں آئی ٹی ایس-90 کی سی آئی پی ایم کی سرکاری اشاعت