Si calibramos diferentes tipos de termómetros, por ejemplo, uno de mercurio y otro de alcohol, las escalas de ambos coinciden únicamente a 0 ° C (o 32 ° F) y 100 ° C (o 212 ° F). Si utilizamos ambos termómetros para medir la temperatura del aire, las lecturas que muestren no serán necesariamente las mismas. Por ejemplo, el termómetro de mercurio podría marcar 48 ° C, mientras que el de alcohol marcaría 46 ° C. Esto se debe a que la dilatación térmica del mercurio y del alcohol es diferente. Lo mismo ocurre con otros tipos de termómetros, como los bimetálicos, etc. La escala de temperatura determinada de esta manera depende en gran medida de las propiedades de los materiales utilizados.
Debido a las limitaciones de la escala de temperatura que se obtiene con un termómetro convencional, necesitamos un termómetro estándar. Un termómetro estándar nos permite establecer una escala de temperatura más precisa sin depender de las propiedades de un material.
Un termómetro casi perfecto es el termómetro de gas a volumen constante . Su principio de funcionamiento es el siguiente: el volumen del gas se mantiene constante. A medida que aumenta la temperatura, también aumenta la presión del gas.
Dentro de los tubos 1 y 2 hay mercurio. El volumen de gas se mantiene constante subiendo o bajando el tubo 2, de modo que el nivel de mercurio en el tubo 1 siempre esté en la marca de referencia. Si la temperatura aumenta, la presión del gas en el tubo también aumenta. Por lo tanto, el tubo 2 debe elevarse para que el volumen de gas permanezca constante. La presión del gas se puede determinar leyendo la altura de la columna de mercurio (h) en el tubo 2. Si se utiliza el método manual, recuerde que una columna de mercurio de 760 mm de altura equivale a 1 atm (1 atmósfera) de presión. Los termómetros de gas de volumen constante más sofisticados ya incluyen un contador de presión. El recipiente que contiene el gas también está diseñado para que el gas siempre tenga un volumen constante. Por lo tanto, lo que se mide es únicamente el cambio de presión.
Para calibrar un termómetro de gas a volumen constante, podemos medir la presión del gas a dos temperaturas. Por ejemplo, usemos las temperaturas de punto de congelación y punto de vaporización. Los termómetros de gas a volumen constante se calibran a una presión de 1 atm. Los pasos para calibrar un termómetro son los siguientes.
Primero, se coloca la bombona de gas en un recipiente con hielo y agua. El volumen de gas se mantiene constante, por lo que se debe bajar el tubo 2 para que el nivel de mercurio en el tubo 1 permanezca en el punto de referencia. Si el volumen de gas no ha cambiado, registre la altura de la columna de mercurio (h) en el tubo 2. Use h para calcular la presión. Si se utiliza un termómetro de gas de volumen constante sofisticado, la bombona llena de gas se sumerge directamente en el recipiente con hielo y agua. Ya hay un manómetro. Registre la presión del gas (llamémosla presión 1 o P 1 ).
Segundo Se introduce una bombona de gas en un recipiente con agua caliente. Para mantener un volumen de gas constante, se eleva el tubo 2 de manera que el nivel de mercurio en el tubo 1 permanezca en el punto de referencia. Si el volumen de gas no varía, registre la altura de la columna de agua. 
mercurio (h) en la tubería 2. Use h para calcular la presión del gas (digamos que esta es la presión 2 o P).2)
En tercer lugar , crea un gráfico que muestre la relación entre la presión y la temperatura. Consulta el ejemplo a continuación.
P₁ es la presión del gas a la temperatura de congelación (0 ° C) y P₂ es la presión del gas a la temperatura de vaporización (100 ° C). Traza una línea que conecte el punto de intersección de P₁ con 0 ° C y el punto de intersección de P₂ con 100 ° C. Consultando la gráfica, aunque solo conocemos la presión del gas, la temperatura también se puede determinar fácilmente e incluso predecir.
escala Kelvin
Si la línea oblicua en el gráfico anterior se traza de manera que interseque el eje T o C, entonces cuando la presión del gas es cero, la temperatura del gas es de -273,15 ° C. Podríamos pensar que la temperatura del gas a presión cero varía según el tipo de gas en el tubo del termómetro de gas de volumen constante. Según los experimentos, aunque el tipo de gas sea diferente, cuando la presión del gas es cero, la temperatura siempre es de -273,15 ° C. Por lo tanto, podemos usar esta temperatura como una escala de temperatura estándar (también conocida como temperatura cero absoluta). Esta temperatura cero absoluta se conoce como escala absoluta o escala Kelvin. Kelvin es el nombre del difunto Lord Kelvin (1824-1907), un físico británico.
En esta escala, la temperatura se expresa en Kelvin (K), no en grados Kelvin (oK). El intervalo entre grados es el mismo que en la escala Celsius, pero el valor cero se desplaza a 0 K. Por lo tanto, 0 K = -273,15 oC y 273,15 K = 0 oC. La temperatura en la escala Celsius se puede convertir a la escala Kelvin sumando 273,15. Del mismo modo, la temperatura en la escala Kelvin se puede convertir a la escala Celsius restando 273,15.
T (K) = T (oC) + 273,15
T (oC) = T (K) – 273,15
Ejemplo de pregunta 1.40 oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 + 273
T = 293K
Ejemplo de pregunta 2. 80 ° F = … K
