Se ni kalibras malsamajn tipojn de termometroj, ekzemple hidrargan termometron kaj alkoholan termometron, la skaloj de ambaŭ termometroj estas la samaj nur je 0 ° C (aŭ 32 ° F) kaj 100 ° C (aŭ 212 ° F). Se ni uzas ambaŭ termometrojn por mezuri aertemperaturon, la nombroj montritaj de ĉiu termometro ne nepre estos la samaj. Eble la hidrarga termometro montras 48 ° C, dum la alkohola termometro montras 46 ° C. Tio estas ĉar la ekspansiorapideco de hidrargo kaj alkoholo estas malsama. Simile ĉe aliaj tipoj de termometroj, kiel ekzemple bimetalaj termometroj, ktp. La temperaturskalo determinita tiamaniere tre dependas de la ecoj de la uzitaj materialoj.
Ĉar la temperaturskalo establita per konvencia termometro havas siajn malavantaĝojn, ni bezonas norman termometron. Norma termometro permesas al ni establi pli precizan temperaturskalon sen devi fidi je la ecoj de materialo.
Preskaŭ perfekta termometro estas la konstanta-volumena gastermometro . La funkciado-principo de konstanta-volumena gastermometro estas jena: La volumeno de la gaso estas tenata konstanta, aŭ senŝanĝa. Kiam la temperaturo pliiĝas, la gaspremo ankaŭ pliiĝas.
Interne de tuboj 1 kaj 2 estas hidrargo. La gasvolumeno estas tenata konstanta per levado aŭ mallevado de tubo 2, tiel ke la hidrarga nivelo en tubo 1 ĉiam estas ĉe la referenca marko. Se la temperaturo plialtiĝas, la gaspremo en la tubo ankaŭ plialtiĝas. Tial, tubo 2 devas esti levita pli alten por ke la gasvolumeno restu konstanta. Gaspremo povas esti determinita per legado de la alteco de la hidrarga kolumno (h) en tubo 2. Se vi uzas la manan metodon, nur memoru, ke hidrarga kolumno de 760 mm alta = 1 atmosfero (1 atmosfero) da premo. En sofistikaj konstantaj volumenaj gastermometroj jam ekzistas premmezurilo. La ujo enhavanta la gason estas ankaŭ desegnita tiel, ke la gaso ĉiam havas konstantan volumenon. Do tio, kio estas mezurata, estas nur la ŝanĝo en premo.
Por kalibri gastermometron kun konstanta volumeno, ni povas mezuri la gaspremon je du temperaturoj. Ekzemple, ni uzu la temperaturojn de la glaciopunkto kaj vaporopunkto. Gastermometroj kun konstanta volumeno estas kalibritaj je premo de 1 atmosfero. La paŝoj por kalibri termometron estas jenaj.
Unue, la gasbotelo estas metata en ujon enhavantan glacion kaj akvon. La gasvolumeno estas tenata konstanta, tial tubo 2 devas esti malaltigita tiel ke la hidrarga nivelo en tubo 1 restas ĉe la referenca punkto. Se la gasvolumeno ne ŝanĝiĝis, registru la alton de la hidrarga kolumno (h) en tubo 2. Uzu h por kalkuli la premon. Se vi uzas sofistikan konstantan volumenan gastermometron, la gasplena cilindro estas rekte mergita en la ujon enhavantan glacion kaj akvon. Jam ekzistas premmezurilo. Registru la gaspremon (ni supozu, ke ĉi tio estas premo 1 aŭ P1 )
Due, Gasbotelo estas enigita en ujon enhavantan akvon, kiu estas varmigita. Por konservi konstantan gasvolumenon, tubo 2 estas levita tiel, ke la hidrarga nivelo en tubo 1 restas ĉe la referenca punkto. Se la gasvolumeno restas senŝanĝa, registru la alton de la akvokolono.
hidrargo (h) en tubo 2. Uzu h por kalkuli la gaspremon (ni supozu, ke ĉi tio estas premo 2 aŭ P2)
Trie , kreu grafikaĵon kiu montras la rilaton inter premo kaj temperaturo. Vidu la ekzemplon sube.
P1 estas la gaspremo ĉe la glacipunkta temperaturo (0 ° C) kaj P2 estas la gaspremo ĉe la vaporpunkta temperaturo (100 ° C). Desegnu linion konektantan la intersekciĝon de P1 kun 0 ° C kaj la intersekciĝon de P2 kun 100 ° C. Per referenco al la grafikaĵo, kvankam ni nur konas la gaspremon, la temperaturo ankaŭ povas esti facile konata kaj eĉ antaŭdirita.
Kelvina skalo
Se la oblikva linio sur la grafikaĵo supre estas desegnita por intersekci la akson T₁₂C , tiam kiam la gaspremo = 0, la gastemperaturo = -273,15 ° C. Eble ni pensas, ke la gastemperaturo je premo 0 varias, depende de la tipo de gaso en la konstanta volumena gastermometro-tubo. Surbaze de eksperimentoj, eĉ se la tipo de gaso estas malsama, kiam la gaspremo fariĝas nulo, la temperaturo ĉiam estas -273,15 ° C. Tiel, ni povas uzi ĉi tiun temperaturon kiel norman temperaturskalon (ankaŭ konatan kiel absoluta nula temperaturo). Ĉi tiu absoluta nula temperaturo estas konata kiel la kromnomo de absoluta skalo aŭ Kelvina skalo. Kelvino estas la nomo de la forpasinta Lordo Kelvin (1824-1907), iama brita fizikisto.
Sur ĉi tiu skalo, temperaturo estas esprimita en Kelvinoj (K), ne en Kelvingradoj (oK). La intervalo inter gradoj estas la sama kiel sur la Celsius-skalo, sed la nula valoro estas ŝovita al 0 K. Do 0 K = -273,15 oC kaj 273,15 K = 0 oC. Temperaturo en Celsius-skalo povas esti konvertita al Kelvina-skalo per aldono de 273,15. Simile, temperaturo en Kelvina-skalo povas esti konvertita al Celsius-skalo per subtraho de 273,15.
T(K) = T(oC) + 273,15
T (oC) = T (K) – 273,15
Ekzempla demando 1.20 oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 + 273
T = 293 K
Ekzempla demando 2. 80 ° F = ... K
