Nëse kalibrojmë lloje të ndryshme termometrash, për shembull një termometër me zhivë dhe një termometër me alkool, shkallët e të dy termometrave janë të njëjta vetëm në 0 ° C (ose 32 ° F) dhe 100 ° C (ose 212 ° F). Nëse përdorim të dy termometrat për të matur temperaturën e ajrit, numrat e treguar nga secili termometër nuk do të jenë domosdoshmërisht të njëjtë. Mund të ndodhë që termometri me zhivë të tregojë 48 ° C, ndërsa termometri me alkool të tregojë 46 ° C. Kjo ndodh sepse shkalla e zgjerimit të merkurit dhe alkoolit është e ndryshme. Po kështu edhe me llojet e tjera të termometrave, siç janë termometrat bimetalikë, etj. Shkalla e temperaturës e përcaktuar në këtë mënyrë varet shumë nga vetitë e materialeve të përdorura.
Meqenëse shkalla e temperaturës e përcaktuar duke përdorur një termometër konvencional ka të metat e saj, na duhet një termometër standard. Një termometër standard na lejon të përcaktojmë një shkallë më të saktë temperature pa pasur nevojë të mbështetemi në vetitë e një materiali.
Një termometër pothuajse perfekt është termometri i gazit me vëllim konstant . Parimi i funksionimit të një termometri gazi me vëllim konstant është si më poshtë: Vëllimi i gazit mbahet konstant ose i pandryshuar. Ndërsa temperatura rritet, rritet edhe presioni i gazit.
Brenda tubave 1 dhe 2 ka merkur. Vëllimi i gazit mbahet konstant duke ngritur ose ulur tubin 2 në mënyrë që niveli i merkurit në tubin 1 të jetë gjithmonë në shenjën e referencës. Nëse temperatura rritet, rritet edhe presioni i gazit në tub. Prandaj, tubi 2 duhet të ngrihet më lart në mënyrë që vëllimi i gazit të mbetet konstant. Presioni i gazit mund të përcaktohet duke lexuar lartësinë e kolonës së merkurit (h) në tubin 2. Nëse përdorni metodën manuale, mbani mend se një kolonë merkuri me lartësi 760 mm = 1 atm (1 atmosferë) presion. Në termometrat e sofistikuar të gazit me vëllim konstant ekziston tashmë një numërues presioni. Ena që përmban gazin është gjithashtu e projektuar në mënyrë që gazi të ketë gjithmonë një vëllim konstant. Pra, ajo që matet është vetëm ndryshimi i presionit.
Për të kalibruar një termometër gazi me vëllim konstant, mund ta matim presionin e gazit në dy temperatura. Për shembull, le të përdorim temperaturat e pikës së akullit dhe të pikës së avullimit. Termometrat e gazit me vëllim konstant kalibrohen në një presion prej 1 atm. Hapat për të kalibruar një termometër janë si më poshtë.
Së pari, cilindri i gazit vendoset në një enë që përmban akull dhe ujë. Vëllimi i gazit mbahet konstant, prandaj tubi 2 duhet të ulet në mënyrë që niveli i merkurit në tubin 1 të mbetet në pikën referuese. Nëse vëllimi i gazit nuk ka ndryshuar, regjistroni lartësinë e kolonës së merkurit (h) në tubin 2. Përdorni h për të llogaritur presionin. Nëse përdorni një termometër gazi me vëllim konstant të sofistikuar, cilindri i mbushur me gaz zhytet direkt në enën që përmban akull dhe ujë. Ekziston tashmë një matës presioni. Regjistroni presionin e gazit (le të themi se ky është presioni 1 ose P1 ).
Së dyti, Një cilindër gazi futet në një enë që përmban ujë që po ngrohet. Për të ruajtur një vëllim konstant të gazit, tubi 2 ngrihet në mënyrë që niveli i merkurit në tubin 1 të mbetet në pikën e referencës. Nëse vëllimi i gazit mbetet i pandryshuar, regjistroni lartësinë e kolonës së ujit.
zhiva (h) në tubin 2. Përdorni h për të llogaritur presionin e gazit (le të themi se ky është presioni 2 ose P2)
Së treti , krijoni një grafik që tregon marrëdhënien midis presionit dhe temperaturës. Shihni shembullin më poshtë.
P1 është presioni i gazit në temperaturën e pikës së akullit (0 ° C) dhe P2 është presioni i gazit në temperaturën e pikës së avullimit (100 ° C). Vizatoni një vijë që lidh pikën e kryqëzimit të P1 me 0 ° C dhe pikën e kryqëzimit të P2 me 100 ° C. Duke iu referuar grafikut, edhe pse dimë vetëm presionin e gazit, temperatura gjithashtu mund të njihet lehtësisht dhe madje të parashikohet.
Shkalla Kelvin
Nëse vija e pjerrët në grafikun e mësipërm vizatohet për të prerë boshtin T o C, atëherë kur presioni i gazit = 0, temperatura e gazit = -273,15 o C. Ndoshta mendojmë se temperatura e gazit në presion 0 ndryshon, varësisht nga lloji i gazit në tubin e termometrit të gazit me vëllim konstant. Bazuar në eksperimente, edhe pse lloji i gazit është i ndryshëm, kur presioni i gazit bëhet zero, temperatura është gjithmonë -273,15 o C. Kështu, mund ta përdorim këtë temperaturë si një shkallë standarde të temperaturës (e njohur edhe si temperatura zero absolute). Kjo temperaturë zero absolute njihet si nofka e shkallës absolute ose shkalla Kelvin. Kelvin është emri i të ndjerit Lord Kelvin (1824-1907), një ish-fizikan britanik.
Në këtë shkallë, temperatura shprehet në Kelvin (K), jo në gradë Kelvin (oK). Intervali midis gradave është i njëjtë me atë në shkallën Celsius, por vlera zero zhvendoset në 0 K. Pra, 0 K = -273,15 oC dhe 273,15 K = 0 oC. Temperatura në shkallën Celsius mund të konvertohet në shkallën Kelvin duke shtuar 273,15. Po kështu, temperatura në shkallën Kelvin mund të konvertohet në shkallën Celsius duke zbritur 273,15.
T (K) = T (oC) + 273,15
T (oC) = T (K) – 273,15
Shembull pyetjeje 1.40 oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 + 273
T = 293 K
Shembull pyetjeje 2. 80 ° F = ….K
