Dacă calibrăm diferite tipuri de termometre, de exemplu un termometru cu mercur și un termometru cu alcool, scările ambelor termometre sunt aceleași doar la 0 ° C (sau 32 ° F) și 100 ° C (sau 212 ° F). Dacă folosim ambele termometre pentru a măsura temperatura aerului, numerele afișate de fiecare termometru nu vor fi neapărat aceleași. Este posibil ca termometrul cu mercur să indice 48 ° C, în timp ce termometrul cu alcool să indice 46 ° C. Acest lucru se datorează faptului că rata de dilatare a mercurului și a alcoolului este diferită. La fel este și în cazul altor tipuri de termometre, cum ar fi termometrele bimetalice etc. Scara de temperatură determinată în acest mod depinde foarte mult de proprietățile materialelor utilizate.
Deoarece scara de temperatură stabilită folosind un termometru convențional are dezavantajele sale, avem nevoie de un termometru standard. Un termometru standard ne permite să stabilim o scală de temperatură mai precisă fără a fi nevoie să ne bazăm pe proprietățile unui material.
Un termometru aproape perfect este termometrul de gaz cu volum constant . Principiul de funcționare al unui termometru de gaz cu volum constant este următorul: Volumul gazului este menținut constant sau neschimbat. Pe măsură ce temperatura crește, crește și presiunea gazului.
În interiorul țevilor 1 și 2 se află mercur. Volumul de gaz este menținut constant prin ridicarea sau coborârea țevii 2, astfel încât nivelul mercurului din țeava 1 să fie întotdeauna la marcajul de referință. Dacă temperatura crește, presiunea gazului din tub crește și ea. Prin urmare, țeava 2 trebuie ridicată mai mult, astfel încât volumul de gaz să rămână constant. Presiunea gazului poate fi determinată citind înălțimea coloanei de mercur (h) din țeava 2. Dacă utilizați metoda manuală, rețineți că o coloană de mercur de 760 mm înălțime = 1 atm (1 atmosferă) de presiune. În termometrele sofisticate cu gaz cu volum constant există deja un contor de presiune. Recipientul care conține gazul este, de asemenea, proiectat astfel încât gazul să aibă întotdeauna un volum constant. Deci, ceea ce se măsoară este doar schimbarea presiunii.
Pentru a calibra un termometru de gaz cu volum constant, putem măsura presiunea gazului la două temperaturi. De exemplu, să folosim temperaturile punctului de gheață și punctului de vapori. Termometrele de gaz cu volum constant sunt calibrate la o presiune de 1 atm. Pașii pentru calibrarea unui termometru sunt următorii.
Mai întâi, butelia de gaz este plasată într-un recipient care conține gheață și apă. Volumul de gaz este menținut constant, prin urmare, conducta 2 trebuie coborâtă astfel încât nivelul de mercur din conducta 1 să rămână la punctul de referință. Dacă volumul de gaz nu s-a modificat, înregistrați înălțimea coloanei de mercur (h) în conducta 2. Folosiți h pentru a calcula presiunea. Dacă utilizați un termometru de gaz cu volum constant sofisticat, butelia umplut cu gaz este scufundată direct în recipientul care conține gheață și apă. Există deja un manometru. Înregistrați presiunea gazului (să presupunem că aceasta este presiunea 1 sau P1 ).
Doilea, O butelie de gaz este introdusă într-un recipient care conține apă încălzită. Pentru a menține un volum constant de gaz, conducta 2 este ridicată astfel încât nivelul mercurului din conducta 1 să rămână la punctul de referință. Dacă volumul de gaz rămâne neschimbat, se înregistrează înălțimea coloanei de apă. 
mercur (h) în conducta 2. Folosiți h pentru a calcula presiunea gazului (să presupunem că aceasta este presiunea 2 sau P2)
În al treilea rând , creați un grafic care să prezinte relația dintre presiune și temperatură. Vedeți exemplul de mai jos.
P1 este presiunea gazului la temperatura punctului de gheață (0 ° C), iar P2 este presiunea gazului la temperatura punctului de vapori (100 ° C). Trasați o linie care să conecteze punctul de intersecție al lui P1 cu 0 ° C și punctul de intersecție al lui P2 cu 100 ° C. Referindu-ne la grafic, chiar dacă cunoaștem doar presiunea gazului, temperatura poate fi ușor cunoscută și chiar prezisă.
Scara Kelvin
Dacă linia oblică de pe graficul de mai sus este trasată pentru a intersecta axa T o C, atunci când presiunea gazului = 0, temperatura gazului = -273,15 o C. Poate că ne gândim că temperatura gazului la presiunea 0 variază în funcție de tipul de gaz din tubul termometrului cu gaz cu volum constant. Pe baza experimentelor, chiar dacă tipul de gaz este diferit, când presiunea gazului devine zero, temperatura este întotdeauna -273,15 o C. Astfel, putem folosi această temperatură ca o scală standard de temperatură (cunoscută și sub numele de temperatură zero absolut). Această temperatură zero absolut este cunoscută sub numele de porecla scalei absolute sau scara Kelvin. Kelvin este numele regretatului Lord Kelvin (1824-1907), un fost fizician britanic.
Pe această scală, temperatura este exprimată în Kelvin (K), nu în grade Kelvin (oK). Intervalul dintre grade este același ca pe scara Celsius, dar valoarea zero este deplasată la 0 K. Deci 0 K = -273,15 oC și 273,15 K = 0 oC. Temperatura pe scara Celsius poate fi convertită în scara Kelvin prin adăugarea a 273,15. În mod similar, temperatura pe scara Kelvin poate fi convertită în scara Celsius prin scăderea a 273,15.
T(K) = T (oC) + 273,15
T (oC) = T (K) – 273,15
Exemplu de întrebare 1.20 oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 + 273
T = 293K
Exemplu de întrebare 2. 80 ° F = …. K
