Als we verschillende soorten thermometers kalibreren , bijvoorbeeld een kwikthermometer en een alcoholthermometer, dan zijn de schalen van beide thermometers alleen gelijk bij 0 ° C (of 32 ° F) en 100 ° C (of 212 ° F). Als we beide thermometers gebruiken om de luchttemperatuur te meten, zullen de waarden die ze aangeven niet per se hetzelfde zijn. Het kan bijvoorbeeld voorkomen dat de kwikthermometer 48 ° C aangeeft, terwijl de alcoholthermometer 46 ° C aangeeft . Dit komt doordat de uitzettingscoëfficiënt van kwik en alcohol verschillend is. Hetzelfde geldt voor andere soorten thermometers, zoals bimetaalthermometers, enzovoort. De op deze manier bepaalde temperatuurschaal is sterk afhankelijk van de eigenschappen van de gebruikte materialen.
Omdat de temperatuurschaal die met een conventionele thermometer wordt vastgesteld nadelen heeft, hebben we een standaardthermometer nodig. Met een standaardthermometer kunnen we een nauwkeurigere temperatuurschaal vaststellen zonder afhankelijk te zijn van de materiaaleigenschappen.
Een bijna perfecte thermometer is de gasthermometer met constant volume . Het werkingsprincipe van een gasthermometer met constant volume is als volgt: het volume van het gas wordt constant gehouden, oftewel onveranderd. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt ook de gasdruk toe.
In pijpen 1 en 2 bevindt zich kwik. Het gasvolume wordt constant gehouden door pijp 2 omhoog of omlaag te bewegen, zodat het kwikniveau in pijp 1 altijd op de referentiemarkering staat. Als de temperatuur stijgt, neemt ook de gasdruk in de pijp toe. Daarom moet pijp 2 hoger worden geplaatst, zodat het gasvolume constant blijft. De gasdruk kan worden bepaald door de hoogte van de kwikkolom (h) in pijp 2 af te lezen. Bij gebruik van de handmatige methode is het belangrijk te onthouden dat een kwikkolom van 760 mm hoog overeenkomt met een druk van 1 atm (1 atmosfeer). Geavanceerde gasthermometers met constant volume hebben al een drukmeter. De container met het gas is ook zo ontworpen dat het gas altijd een constant volume heeft. Wat gemeten wordt, is dus alleen de drukverandering.
Om een gasthermometer met constant volume te kalibreren, kunnen we de gasdruk bij twee temperaturen meten. Laten we bijvoorbeeld het vriespunt en het verdampingspunt gebruiken. Gasthermometers met constant volume worden gekalibreerd bij een druk van 1 atm. De stappen voor het kalibreren van een thermometer zijn als volgt.
Eerst wordt de gasfles in een bak met ijs en water geplaatst. Het gasvolume wordt constant gehouden, daarom moet pijp 2 worden neergelaten zodat het kwikniveau in pijp 1 op het referentiepunt blijft. Als het gasvolume niet is veranderd, noteer dan de hoogte van de kwikkolom (h) in pijp 2. Gebruik h om de druk te berekenen. Als u een geavanceerde gasthermometer met constant volume gebruikt, wordt de met gas gevulde fles direct in de bak met ijs en water geplaatst. Deze is al voorzien van een manometer. Noteer de gasdruk (laten we dit druk 1 of P 1 noemen ).
Seconde, Een gasfles wordt in een bak met verwarmd water geplaatst. Om een constant gasvolume te handhaven, wordt pijp 2 omhooggebracht zodat het kwikniveau in pijp 1 op het referentiepunt blijft. Als het gasvolume onveranderd blijft, noteer dan de hoogte van de waterkolom. 
kwik (h) in pijp 2. Gebruik h om de gasdruk te berekenen (laten we zeggen dat dit druk 2 of P is).2)
Ten derde , maak een grafiek die het verband tussen druk en temperatuur weergeeft. Zie onderstaand voorbeeld.
P1 is de gasdruk bij het vriespunt (0 ° C) en P2 is de gasdruk bij het verdampingspunt (100 ° C). Trek een lijn tussen het snijpunt van P1 met 0 ° C en het snijpunt van P2 met 100 ° C . Aan de hand van de grafiek kunnen we, hoewel we alleen de gasdruk kennen, de temperatuur eenvoudig bepalen en zelfs voorspellen.
Kelvin-schaal
Als de schuine lijn in de bovenstaande grafiek de T - C-as snijdt , dan is de gastemperatuur bij een gasdruk van 0 gelijk aan -273,15 ° C. We zouden kunnen denken dat de gastemperatuur bij een druk van 0 varieert, afhankelijk van het type gas in de gasthermometerbuis met constant volume. Uit experimenten blijkt echter dat, ongeacht het type gas, de temperatuur bij een gasdruk van nul altijd -273,15 ° C is. We kunnen deze temperatuur dus gebruiken als standaardtemperatuur (ook wel bekend als het absolute nulpunt). Dit absolute nulpunt staat ook wel bekend als de Kelvin-schaal. Kelvin is de naam van wijlen Lord Kelvin (1824-1907), een voormalig Brits natuurkundige.
Op deze schaal wordt de temperatuur uitgedrukt in Kelvin (K), niet in graden Kelvin (oK). Het interval tussen de graden is hetzelfde als op de Celsius-schaal, maar de nulwaarde is verschoven naar 0 K. Dus 0 K = -273,15 oC en 273,15 K = 0 oC. De temperatuur in Celsius kan worden omgerekend naar Kelvin door er 273,15 bij op te tellen. Evenzo kan de temperatuur in Kelvin worden omgerekend naar Celsius door er 273,15 van af te trekken.
T (K) = T (oC) + 273,15
t (oC) = T (K) – 273,15
Voorbeeldvraag 1.20 oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 + 273
T = 293K
Voorbeeldvraag 2. 80 ° F = …. K
