Jeśli kalibrujemy różne rodzaje termometrów, na przykład termometr rtęciowy i termometr alkoholowy, skala obu termometrów jest taka sama tylko dla 0 ° C (lub 32 ° F) i 100 ° C (lub 212 ° F). Jeśli użyjemy obu termometrów do pomiaru temperatury powietrza, wartości wyświetlane przez każdy termometr niekoniecznie będą takie same. Może się zdarzyć, że termometr rtęciowy wskaże 48 ° C, a termometr alkoholowy 46 ° C. Wynika to z różnicy szybkości rozszerzalności rtęci i alkoholu. Podobnie jest w przypadku innych rodzajów termometrów, takich jak termometry bimetaliczne itp. Skala temperatury ustalona w ten sposób jest w dużym stopniu zależna od właściwości użytych materiałów.
Ponieważ skala temperatury ustalona za pomocą konwencjonalnego termometru ma swoje wady, potrzebujemy standardowego termometru. Standardowy termometr pozwala nam ustalić dokładniejszą skalę temperatury bez konieczności polegania na właściwościach materiału.
Prawie idealnym termometrem jest termometr gazowy o stałej objętości . Zasada działania termometru gazowego o stałej objętości jest następująca: objętość gazu pozostaje stała lub niezmienna. Wraz ze wzrostem temperatury rośnie również ciśnienie gazu.
W rurach 1 i 2 znajduje się rtęć. Objętość gazu jest utrzymywana na stałym poziomie poprzez podnoszenie lub opuszczanie rury 2 tak, aby poziom rtęci w rurze 1 zawsze znajdował się na poziomie znaku odniesienia. Wraz ze wzrostem temperatury rośnie również ciśnienie gazu w rurze. Dlatego rurę 2 należy podnosić wyżej, aby objętość gazu pozostała stała. Ciśnienie gazu można określić, odczytując wysokość słupka rtęci (h) w rurze 2. Stosując metodę ręczną, należy pamiętać, że słupek rtęci o wysokości 760 mm = 1 atm (1 atmosfera) ciśnienia. W zaawansowanych termometrach gazowych o stałej objętości znajduje się już licznik ciśnienia. Pojemnik zawierający gaz jest również zaprojektowany tak, aby gaz zawsze miał stałą objętość. Mierzy się zatem jedynie zmianę ciśnienia.
Aby skalibrować termometr gazowy o stałej objętości, możemy zmierzyć ciśnienie gazu w dwóch temperaturach. Na przykład, wykorzystajmy temperaturę punktu krzepnięcia i temperaturę pary. Termometry gazowe o stałej objętości kalibruje się przy ciśnieniu 1 atm. Procedura kalibracji termometru jest następująca.
Najpierw butlę z gazem umieszcza się w pojemniku z lodem i wodą. Objętość gazu jest utrzymywana na stałym poziomie, dlatego rurę 2 należy obniżyć tak, aby poziom rtęci w rurze 1 pozostał w punkcie odniesienia. Jeśli objętość gazu się nie zmieniła, zanotuj wysokość słupa rtęci (h) w rurze 2. Użyj h do obliczenia ciśnienia. W przypadku użycia zaawansowanego termometru gazowego o stałej objętości, butlę wypełnioną gazem zanurza się bezpośrednio w pojemniku z lodem i wodą. Znajduje się tam już manometr. Zanotuj ciśnienie gazu (powiedzmy, że jest to ciśnienie 1 lub P 1 ).
Drugi, Butlę z gazem włożono do pojemnika z podgrzewaną wodą. Aby utrzymać stałą objętość gazu, rurę 2 podniesiono tak, aby poziom rtęci w rurze 1 utrzymywał się w punkcie odniesienia. Jeśli objętość gazu pozostanie niezmieniona, zanotuj wysokość słupa wody. 
rtęć (h) w rurze 2. Użyj h, aby obliczyć ciśnienie gazu (powiedzmy, że jest to ciśnienie 2 lub P2)
Po trzecie , stwórz wykres przedstawiający zależność między ciśnieniem a temperaturą. Zobacz przykład poniżej.
P1 to ciśnienie gazu w temperaturze punktu lodu (0 ° C), a P2 to ciśnienie gazu w temperaturze punktu pary (100 ° C). Narysuj linię łączącą punkt przecięcia P1 z 0 ° C i punkt przecięcia P2 z 100 ° C. Odnosząc się do wykresu, możemy łatwo poznać, a nawet przewidzieć temperaturę, nawet znając tylko ciśnienie gazu.
Skala Kelvina
Jeśli linia ukośna na powyższym wykresie zostanie narysowana tak, aby przecinała oś T o C, to gdy ciśnienie gazu = 0, temperatura gazu = -273,15 o C. Być może myślimy, że temperatura gazu przy ciśnieniu 0 zmienia się w zależności od rodzaju gazu w rurce termometru gazowego o stałej objętości. Na podstawie eksperymentów, nawet jeśli rodzaj gazu jest inny, gdy ciśnienie gazu staje się równe zero, temperatura zawsze wynosi -273,15 o C. Tak więc, możemy użyć tej temperatury jako standardowej skali temperatur (znanej również jako temperatura zera absolutnego). Ta temperatura zera absolutnego jest znana jako pseudonim skali absolutnej lub skala Kelvina. Kelvin to nazwisko zmarłego Lorda Kelvina (1824-1907), byłego brytyjskiego fizyka.
W tej skali temperaturę wyraża się w kelwinach (K), a nie w stopniach Kelvina (oK). Odstęp między stopniami jest taki sam jak w skali Celsjusza, ale wartość zerowa jest przesunięta do 0 K. Tak więc 0 K = -273,15 oC i 273,15 K = 0 oC. Temperaturę w skali Celsjusza można przeliczyć na skalę Kelvina, dodając 273,15. Analogicznie, temperaturę w skali Kelvina można przeliczyć na skalę Celsjusza, odejmując 273,15.
T (K) = T (oC) + 273,15
T (oC) = T (K) – 273,15
Przykładowe pytanie 1.40 oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 000 + 10 000
T = 293 K
Przykładowe pytanie 2. 80 o F = …. K
