اگر انواع مختلف دماسنج، مثلاً یک دماسنج جیوهای و یک دماسنج الکلی را کالیبره کنیم ، مقیاس هر دو دماسنج فقط در دمای ۰ درجه سانتیگراد (یا ۳۲ درجه فارنهایت) و ۱۰۰ درجه سانتیگراد (یا ۲۱۲ درجه فارنهایت ) یکسان است. اگر از هر دو دماسنج برای اندازهگیری دمای هوا استفاده کنیم، اعداد نشان داده شده توسط هر دماسنج لزوماً یکسان نخواهند بود. ممکن است دماسنج جیوهای ۴۸ درجه سانتیگراد و دماسنج الکلی ۴۶ درجه سانتیگراد را نشان دهد. دلیل این امر متفاوت بودن سرعت انبساط جیوه و الکل است. به همین ترتیب در مورد سایر انواع دماسنجها، مانند دماسنجهای دوفلزی و غیره نیز همینطور است. مقیاس دمایی که به این روش تعیین میشود، به خواص مواد مورد استفاده بسیار وابسته است.
از آنجا که مقیاس دمایی که با استفاده از دماسنج معمولی تعیین میشود، معایبی دارد، به یک دماسنج استاندارد نیاز داریم. یک دماسنج استاندارد به ما این امکان را میدهد که بدون نیاز به تکیه بر خواص یک ماده، مقیاس دمایی دقیقتری ایجاد کنیم.
یک دماسنج تقریباً بینقص، دماسنج گازی با حجم ثابت است . اصل کار دماسنج گازی با حجم ثابت به شرح زیر است: حجم گاز ثابت یا بدون تغییر نگه داشته میشود. با افزایش دما، فشار گاز نیز افزایش مییابد.
درون لولههای ۱ و ۲ جیوه وجود دارد. حجم گاز با بالا یا پایین بردن لوله ۲ ثابت نگه داشته میشود، به طوری که سطح جیوه در لوله ۱ همیشه در علامت مرجع باشد. اگر دما افزایش یابد، فشار گاز در لوله نیز افزایش مییابد. بنابراین، لوله ۲ باید بالاتر برده شود تا حجم گاز ثابت بماند. فشار گاز را میتوان با خواندن ارتفاع ستون جیوه (h) در لوله ۲ تعیین کرد. اگر از روش دستی استفاده میکنید، فقط به یاد داشته باشید که یک ستون جیوه با ارتفاع ۷۶۰ میلیمتر = ۱ اتمسفر (۱ اتمسفر) فشار. در دماسنجهای گازی با حجم ثابت پیشرفته، از قبل یک شمارنده فشار وجود دارد. ظرف حاوی گاز نیز به گونهای طراحی شده است که گاز همیشه حجم ثابتی داشته باشد. بنابراین آنچه اندازهگیری میشود فقط تغییر فشار است.
برای کالیبره کردن دماسنج گازی با حجم ثابت، میتوانیم فشار گاز را در دو دما اندازهگیری کنیم. به عنوان مثال، بیایید از دمای نقطه یخ و نقطه بخار استفاده کنیم. دماسنجهای گازی با حجم ثابت در فشار ۱ اتمسفر کالیبره میشوند. مراحل کالیبره کردن دماسنج به شرح زیر است.
ابتدا، سیلندر گاز در ظرفی حاوی یخ و آب قرار داده میشود. حجم گاز ثابت نگه داشته میشود، بنابراین لوله ۲ باید پایین آورده شود تا سطح جیوه در لوله ۱ در نقطه مرجع باقی بماند. اگر حجم گاز تغییر نکرده باشد، ارتفاع ستون جیوه (h) را در لوله ۲ ثبت کنید. از h برای محاسبه فشار استفاده کنید. اگر از یک دماسنج گازی با حجم ثابت پیشرفته استفاده میکنید، سیلندر پر از گاز مستقیماً در ظرف حاوی یخ و آب غوطهور میشود. از قبل یک فشارسنج وجود دارد. فشار گاز را ثبت کنید (فرض کنید این فشار ۱ یا P1 است ).
دوم، یک سیلندر گاز در ظرفی حاوی آب که در حال گرم شدن است قرار داده شده است. برای ثابت نگه داشتن حجم گاز، لوله ۲ بالا آورده میشود تا سطح جیوه در لوله ۱ در نقطه مرجع باقی بماند. اگر حجم گاز بدون تغییر باقی بماند، ارتفاع ستون آب را ثبت کنید. 
جیوه (h) در لوله ۲. با استفاده از h فشار گاز را محاسبه کنید (فرض کنید این فشار ۲ یا P است).2)
سوم ، نموداری رسم کنید که رابطه بین فشار و دما را نشان دهد. به مثال زیر توجه کنید.
P1 فشار گاز در دمای نقطه یخ (0 درجه سانتیگراد) و P2 فشار گاز در دمای نقطه بخار (100 درجه سانتیگراد) است . خطی رسم کنید که نقطه تقاطع P1 را با 0 درجه سانتیگراد و نقطه تقاطع P2 را با 100 درجه سانتیگراد به هم وصل کند. با مراجعه به نمودار ، حتی اگر فقط فشار گاز را بدانیم، دما را نیز میتوان به راحتی تشخیص داد و حتی پیشبینی کرد.
مقیاس کلوین
اگر خط مورب روی نمودار بالا طوری رسم شود که محور T o C را قطع کند، آنگاه وقتی فشار گاز = 0 باشد، دمای گاز = -273,15 درجه سانتیگراد خواهد بود. شاید فکر کنیم که دمای گاز در فشار 0 بسته به نوع گاز در لوله دماسنج گازی با حجم ثابت، متفاوت است. بر اساس آزمایشها، حتی اگر نوع گاز متفاوت باشد، وقتی فشار گاز صفر میشود، دما همیشه -273,15 درجه سانتیگراد است. بنابراین، میتوانیم از این دما به عنوان یک مقیاس استاندارد دما (همچنین به عنوان دمای صفر مطلق شناخته میشود) استفاده کنیم. این دمای صفر مطلق به عنوان لقب مقیاس مطلق یا مقیاس کلوین شناخته میشود. کلوین نام لرد کلوین فقید (1824-1907)، فیزیکدان سابق بریتانیایی است.
در این مقیاس، دما بر حسب کلوین (K) بیان میشود، نه درجه کلوین (K)oK). فاصله بین درجهها همانند مقیاس سلسیوس است، اما مقدار صفر به 0 کلوین منتقل میشود. بنابراین 0 کلوین = -273,15 oدمای C و 273,15 کلوین = 0 oج. دما در مقیاس سلسیوس را میتوان با اضافه کردن عدد ۲۷۳.۱۵ به کلوین تبدیل کرد. به همین ترتیب، دما در مقیاس کلوین را میتوان با کم کردن عدد ۲۷۳.۱۵ به سلسیوس تبدیل کرد.
تی (کی) = تی (oج) + ۲۷۳.۱۵
تی (oج) = تی (کی) – ۲۷۳.۱۵
نمونه سوال ۱.۲۰ oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
تی = ۲۰،۰۰۰ + ۱۰،۰۰۰
دمای بحرانی (T) = 293 کلوین
مثال سوال ۲. ۸۰ درجه فارنهایت = …. کلوین
