Kung ikakalibrate natin ang iba't ibang uri ng thermometer, halimbawa ang mercury thermometer at alcohol thermometer, ang mga iskala ng parehong thermometer ay pareho lamang sa 0 ° C (o 32 ° F) at 100 ° C (o 212 ° F). Kung gagamitin natin ang parehong thermometer upang sukatin ang temperatura ng hangin, ang mga numerong ipinapakita ng bawat thermometer ay hindi kinakailangang magkapareho. Maaaring ang mercury thermometer ay nagpapakita ng 48 ° C, habang ang alcohol thermometer ay nagpapakita ng 46 ° C. Ito ay dahil ang expansion rate ng mercury at alcohol ay magkaiba. Gayundin sa iba pang mga uri ng thermometer, tulad ng bimetallic thermometer, atbp. Ang temperature scale na tinutukoy sa ganitong paraan ay lubos na nakadepende sa mga katangian ng mga materyales na ginamit.
Dahil ang iskala ng temperatura na ginawa gamit ang isang kumbensyonal na termometro ay may mga disbentaha, kailangan natin ng isang karaniwang termometro. Ang isang karaniwang termometro ay nagbibigay-daan sa atin na magtatag ng mas tumpak na iskala ng temperatura nang hindi kinakailangang umasa sa mga katangian ng isang materyal.
Ang isang halos perpektong thermometer ay ang constant-volume gas thermometer . Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang constant-volume gas thermometer ay ang mga sumusunod: Ang volume ng gas ay pinapanatiling pare-pareho, o hindi nagbabago. Habang tumataas ang temperatura, tumataas din ang presyon ng gas.
Sa loob ng mga tubo 1 at 2 ay may mercury. Ang dami ng gas ay pinapanatiling pare-pareho sa pamamagitan ng pagtataas o pagbaba ng tubo 2 upang ang antas ng mercury sa tubo 1 ay palaging nasa reference mark. Kung tataas ang temperatura, tataas din ang presyon ng gas sa tubo. Samakatuwid, ang tubo 2 ay dapat itaas nang mas mataas upang ang dami ng gas ay manatiling pare-pareho. Ang presyon ng gas ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pagbabasa ng taas ng mercury column (h) sa tubo 2. Kung gagamit ng manu-manong pamamaraan, tandaan lamang na ang isang mercury column na may taas na 760 mm = 1 atm (1 atmosphere) ng presyon. Sa mga sopistikadong constant volume gas thermometer, mayroon nang pressure counter. Ang lalagyan na naglalaman ng gas ay dinisenyo rin upang ang gas ay palaging may constant volume. Kaya ang sinusukat ay ang pagbabago lamang sa presyon.
Para ma-calibrate ang isang constant-volume gas thermometer, maaari nating sukatin ang presyon ng gas sa dalawang temperatura. Halimbawa, gamitin natin ang temperatura ng ice point at vapor point. Ang mga constant-volume gas thermometer ay naka-calibrate sa presyon na 1 atm. Ang mga hakbang para ma-calibrate ang isang thermometer ay ang mga sumusunod.
Una, ang silindro ng gas ay inilalagay sa isang lalagyan na naglalaman ng yelo at tubig. Ang dami ng gas ay pinapanatiling pare-pareho, kaya naman ang tubo 2 ay dapat ibaba upang ang antas ng mercury sa tubo 1 ay manatili sa reference point. Kung ang dami ng gas ay hindi nagbago, itala ang taas ng mercury column (h) sa tubo 2. Gamitin ang h upang kalkulahin ang presyon. Kung gumagamit ng isang sopistikadong constant volume gas thermometer, ang silindro na puno ng gas ay direktang inilulubog sa lalagyan na naglalaman ng yelo at tubig. Mayroon nang pressure gauge. Itala ang presyon ng gas (sabihin nating ito ay presyon 1 o P1 ).
Pangalawa, Isang silindro ng gas ang ipinasok sa isang lalagyan na naglalaman ng tubig na pinapainit. Upang mapanatili ang pare-parehong dami ng gas, ang tubo 2 ay itinataas upang ang antas ng mercury sa tubo 1 ay manatili sa reference point. Kung ang dami ng gas ay hindi nagbabago, itala ang taas ng haligi ng tubig.
mercury (h) sa tubo 2. Gamitin ang h upang kalkulahin ang presyon ng gas (sabihin nating ito ay presyon 2 o P2)
Pangatlo , gumawa ng graph na nagsasaad ng ugnayan sa pagitan ng presyon at temperatura. Tingnan ang halimbawa sa ibaba.
Ang P 1 ay ang presyon ng gas sa temperatura ng ice point (0 o C) at ang P 2 ay ang presyon ng gas sa temperatura ng vapor point (100 o C). Gumuhit ng linya na nagdurugtong sa intersection point ng P 1 sa 0 o C at sa intersection point ng P 2 sa 100 o C. Sa pamamagitan ng pagtukoy sa graph, kahit na ang presyon ng gas lamang ang alam natin, ang temperatura ay madali ring malaman at mahulaan pa nga.
Iskalang Kelvin
Kung ang pahilig na linya sa graph sa itaas ay iguguhit upang magsalubong sa aksis ng T o C, kapag ang presyon ng gas ay 0, ang temperatura ng gas ay = -273,15 o C. Marahil ay iniisip natin na ang temperatura ng gas sa presyon na 0 ay nag-iiba, depende sa uri ng gas sa tubo ng thermometer ng constant volume gas. Batay sa mga eksperimento, kahit na magkakaiba ang uri ng gas, kapag ang presyon ng gas ay nagiging zero, ang temperatura ay palaging -273,15 o C. Kaya, magagamit natin ang temperaturang ito bilang isang karaniwang iskala ng temperatura (kilala rin bilang absolute zero temperature). Ang absolute zero temperature na ito ay kilala bilang palayaw na absolute scale o Kelvin scale. Ang Kelvin ay ang pangalan ng yumaong si Lord Kelvin (1824-1907), isang dating British physicist.
Sa iskala na ito, ang temperatura ay ipinapahayag sa Kelvin (K), hindi sa digri Kelvin (oK). Ang pagitan sa pagitan ng mga digri ay kapareho ng sa iskala ng Celsius, ngunit ang halaga ng sero ay inilipat sa 0 K. Kaya 0 K = -273,15 oC at 273,15 K = 0 oC. Ang temperatura sa iskala ng Celsius ay maaaring i-convert sa iskala ng Kelvin sa pamamagitan ng pagdaragdag ng 273,15. Gayundin, ang temperatura sa iskala ng Kelvin ay maaaring i-convert sa iskala ng Celsius sa pamamagitan ng pagbabawas ng 273,15.
T(K) = T(oC) + 273,15
T (oC) = T(K) – 273,15
Halimbawang tanong 1.20 oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 + 273
T = 293 K
Halimbawang tanong 2. 80 o F = …. K
