Jos me lämpömittarin kalibrointi jotka ovat erityyppisiä, esimerkiksi elohopealämpömittari ja alkoholilämpömittari, molempien lämpömittarien asteikot ovat samat vain 0:ssa oC (tai 32 oF) ja 100 oC (tai 212 oF). Jos käytämme molempia lämpömittareita ilman lämpötilan mittaamiseen, molempien lämpömittareiden näyttämät lukemat eivät välttämättä ole samat. Se voi olla... termometer elohopea näyttää numeron 48 oC, kun taas alkoholilämpömittari näyttää 46 oC. Tämä johtuu siitä, että elohopean ja alkoholin laajenemisnopeudet eroavat toisistaan. Sama pätee muuntyyppisiin lämpömittareihin, kuten bimetallisiin lämpömittareihin jne. Tällä tavoin määritetty lämpötila-asteikko riippuu suuresti käytettyjen materiaalien ominaisuuksista.
koska lämpötila-asteikko Koska tavanomaisella lämpömittarilla määritetyllä lämpötilalla on haittansa, tarvitsemme standardin lämpömittarin. Standardin lämpömittarin avulla voimme määrittää lämpötila-asteikon tarkemmin ilman, että meidän tarvitsee luottaa materiaalin ominaisuuksiin.
Lähes täydellinen lämpömittari on kaasulämpömittari vakiotilavuusVakiotilavuuksisen kaasulämpömittarin toimintaperiaate on seuraava: Kaasun tilavuus pidetään vakiona eli muuttumattomana. Lämpötilan noustessa myös kaasun paine kasvaa.
Putkien 1 ja 2 sisällä on elohopeaa. Kaasun tilavuus pidetään vakiona nostamalla tai laskemalla putkea 2 siten, että elohopean pinta putkessa 1 on aina referenssimerkin kohdalla. Jos lämpötila nousee, myös kaasun paine putkessa kasvaa. Siksi putkea 2 on nostettava korkeammalle, jotta kaasun tilavuus pysyy vakiona. Kaasun paine voidaan määrittää lukemalla elohopeapatsaan korkeus (h) putkessa 2. Jos käytät manuaalista menetelmää, muista, että 760 mm korkea elohopeapatsas = 1 atm (1 ilmakehä) painetta. Kehittyneissä vakiotilavuuksisissa kaasulämpömittareissa on jo painemittari. Kaasua sisältävä säiliö on myös suunniteltu siten, että kaasun tilavuus on aina vakio. Joten mitataan vain paineen muutos.
Vakiotilavuuksisen kaasulämpömittarin kalibroimiseksi voimme mitata kaasun paineen kahdessa lämpötilassa. Käytetään esimerkiksi jäätymispistettä ja höyrystymispistettä. Vakiotilavuuksiset kaasulämpömittarit kalibroidaan 1 ilmakehän paineessa. Lämpömittarin kalibroinnin vaiheet ovat seuraavat.
Ensimmäinen, Kaasupullo asetetaan jäätä ja vettä sisältävään astiaan. Kaasun tilavuus pidetään vakiona, joten putkea 2 on laskettava siten, että elohopean pinta putkessa 1 pysyy vertailupisteessä. Jos kaasun tilavuus ei ole muuttunut, kirjaa ylös elohopeapatsaan korkeus (h) putkessa 2. Käytä h:ta paineen laskemiseen. Jos käytät hienostunutta vakiotilavuuksista kaasulämpömittaria, kaasulla täytetty pullo upotetaan suoraan jäätä ja vettä sisältävään astiaan. Painemittari on jo olemassa. Kirjaa ylös kaasun paine (oletetaan, että tämä on paine 1 eli P1)
Toinen, Kaasupullo asetetaan lämmitettävää vettä sisältävään astiaan. Kaasutilavuuden pitämiseksi vakiona putkea 2 nostetaan siten, että elohopean pinta putkessa 1 pysyy vertailupisteessä. Jos kaasutilavuus pysyy muuttumattomana, kirjaa vesipatsaan korkeus.
elohopeaa (h) putkessa 2. Käytä h:ta kaasunpaineen laskemiseen (oletetaan, että tämä on paine 2 eli P2)
Kolmas, luo kuvaaja, joka näyttää paineen ja lämpötilan välisen suhteen. Katso alla oleva esimerkki.
P1 on kaasunpaine jääpisteen lämpötilassa (0 oC) ja P2 on kaasun paine höyrystymispisteen lämpötilassa (100 oC). Piirrä viiva, joka yhdistää leikkauspisteen P.1 0 kanssa oC:n ja P:n kohtaamispaikka2 100 kanssa oC. Viittaamalla kuvaajaan, vaikka tiedämmekin vain kaasun paineen, lämpötila voidaan myös helposti tietää ja jopa ennustaa.
Kelvin-asteikko
Jos yllä olevan kaavion vino viiva piirretään, kunnes se leikkaa T-akselin oC, niin kun kaasun paine = 0, kaasun lämpötila = -273,15 oC. Voisimme ajatella, että kaasun lämpötila 0 °C:ssa vaihtelee vakiotilavuuksisessa kaasulämpömittarissa olevan kaasun tyypin mukaan. Kokeellisesti, vaikka kaasun tyyppi olisi erilainen, kaasunpaineen ollessa nolla lämpötila on aina -273,15 °C. oC. Voimme siis käyttää tätä lämpötilaa standardilämpötila-asteikkona (tunnetaan myös absoluuttisena nollapisteenä). Tätä absoluuttista nollapistettä kutsutaan absoluuttiseksi asteikoksi, joka tunnetaan myös Kelvinin asteikkona. Kelvin on nimetty edesmenneen brittiläisen fyysikon lordi Kelvinin (1824–1907) mukaan.
Tällä asteikolla lämpötila ilmaistaan kelvineinä (K), ei kelvinasteina (oK). Asteiden välinen etäisyys on sama kuin Celsius-asteikolla, mutta nolla-arvo on siirretty 0 K:iin. Joten 0 K = -273,15 oC ja 273,15 K = 0 oC. Celsius-asteikolla mitattu lämpötila voidaan muuntaa Kelvin-asteikoksi lisäämällä siihen 273,15. Samoin Kelvin-asteikolla mitattu lämpötila voidaan muuntaa Celsius-asteikoksi vähentämällä siitä 273,15.
T(K) = T(oC) + 273,15
T (oC) = T (K) – 273,15
Esimerkkikysymys 1.40 oC = … K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 000 + 10 000
T = 293K
Esimerkkikysymys 1.40 oF = … K
