Si calibrem diferents tipus de termòmetres, per exemple un termòmetre de mercuri i un termòmetre d'alcohol, les escales d'ambdós termòmetres són les mateixes només a 0 ° C (o 32 ° F) i 100 ° C (o 212 ° F). Si utilitzem tots dos termòmetres per mesurar la temperatura de l'aire, els números que mostra cada termòmetre no seran necessàriament els mateixos. Podria ser que el termòmetre de mercuri mostri 48 ° C, mentre que el termòmetre d'alcohol mostri 46 ° C. Això és degut a que la velocitat d'expansió del mercuri i l'alcohol és diferent. El mateix passa amb altres tipus de termòmetres, com ara els termòmetres bimetàl·lics, etc. L'escala de temperatura determinada d'aquesta manera depèn molt de les propietats dels materials utilitzats.
Com que l'escala de temperatura establerta amb un termòmetre convencional té els seus inconvenients, necessitem un termòmetre estàndard. Un termòmetre estàndard ens permet establir una escala de temperatura més precisa sense haver de confiar en les propietats d'un material.
Un termòmetre gairebé perfecte és el termòmetre de gas de volum constant . El principi de funcionament d'un termòmetre de gas de volum constant és el següent: el volum del gas es manté constant o sense canvis. A mesura que augmenta la temperatura, la pressió del gas també augmenta.
Dins dels tubs 1 i 2 hi ha mercuri. El volum de gas es manté constant elevant o baixant el tub 2 de manera que el nivell de mercuri al tub 1 estigui sempre a la marca de referència. Si la temperatura augmenta, la pressió del gas al tub també augmenta. Per tant, el tub 2 s'ha d'elevar més perquè el volum de gas es mantingui constant. La pressió del gas es pot determinar llegint l'alçada de la columna de mercuri (h) al tub 2. Si utilitzeu el mètode manual, només cal recordar que una columna de mercuri de 760 mm d'alçada = 1 atm (1 atmosfera) de pressió. En els termòmetres de gas de volum constant sofisticats ja hi ha un comptador de pressió. El recipient que conté el gas també està dissenyat perquè el gas sempre tingui un volum constant. Per tant, el que es mesura només és el canvi de pressió.
Per calibrar un termòmetre de gas de volum constant, podem mesurar la pressió del gas a dues temperatures. Per exemple, utilitzem les temperatures del punt de gel i del punt de vapor. Els termòmetres de gas de volum constant es calibren a una pressió d'1 atm. Els passos per calibrar un termòmetre són els següents.
Primer, es col·loca la bombona de gas en un recipient que conté gel i aigua. El volum de gas es manté constant, per tant, cal baixar la canonada 2 perquè el nivell de mercuri a la canonada 1 es mantingui al punt de referència. Si el volum de gas no ha canviat, anoteu l'alçada de la columna de mercuri (h) a la canonada 2. Utilitzeu h per calcular la pressió. Si utilitzeu un termòmetre de gas de volum constant sofisticat, la bombona plena de gas s'immergeix directament al recipient que conté gel i aigua. Ja hi ha un manòmetre. Anoteu la pressió del gas (diguem que aquesta és la pressió 1 o P1 ).
En segon lloc, S'insereix una bombona de gas en un recipient que conté aigua que s'està escalfant. Per mantenir un volum de gas constant, s'eleva el tub 2 de manera que el nivell de mercuri al tub 1 es mantingui al punt de referència. Si el volum de gas no canvia, registra l'alçada de la columna d'aigua. 
mercuri (h) a la canonada 2. Utilitzeu h per calcular la pressió del gas (diguem que aquesta és la pressió 2 o P2)
En tercer lloc , crea un gràfic que indiqui la relació entre la pressió i la temperatura. Vegeu l'exemple següent.
P1 és la pressió del gas a la temperatura del punt de gel (0 ° C) i P2 és la pressió del gas a la temperatura del punt de vapor (100 ° C). Dibuixa una línia que connecti el punt d'intersecció de P1 amb 0 ° C i el punt d'intersecció de P2 amb 100 ° C. Si ens fixem en el gràfic, tot i que només coneixem la pressió del gas, la temperatura també es pot conèixer i fins i tot predir fàcilment.
escala Kelvin
Si la línia obliqua del gràfic anterior es dibuixa per intersecar l'eix T o C, aleshores quan la pressió del gas = 0, la temperatura del gas = -273,15 o C. Potser pensem que la temperatura del gas a pressió 0 varia segons el tipus de gas al tub del termòmetre de gas de volum constant. Basant-nos en experiments, tot i que el tipus de gas és diferent, quan la pressió del gas esdevé zero, la temperatura sempre és de -273,15 o C. Per tant, podem utilitzar aquesta temperatura com a escala de temperatura estàndard (també coneguda com a temperatura zero absolut). Aquesta temperatura zero absolut es coneix com el sobrenom d'escala absoluta o escala Kelvin. Kelvin és el nom del difunt Lord Kelvin (1824-1907), un exfísic britànic.
En aquesta escala, la temperatura s'expressa en Kelvin (K), no en graus Kelvin (oK). L'interval entre graus és el mateix que a l'escala Celsius, però el valor zero es desplaça a 0 K. Per tant, 0 K = -273,15 oC i 273,15 K = 0 oC. La temperatura en escala Celsius es pot convertir a escala Kelvin sumant 273,15. De la mateixa manera, la temperatura en escala Kelvin es pot convertir a escala Celsius restant 273,15.
T(K) = T (oC) + 273,15
T (oC) = T (K) – 273,15
Exemple de pregunta 1.20 oC = … K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 + 273
T = 293 K
Exemple de pregunta 2. 80 ° F = …. K
