Nếu ta hiệu chuẩn các loại nhiệt kế khác nhau, ví dụ như nhiệt kế thủy ngân và nhiệt kế cồn, thang đo của cả hai nhiệt kế chỉ giống nhau ở 0 ° C (hoặc 32 ° F) và 100 ° C (hoặc 212 ° F). Nếu ta dùng cả hai nhiệt kế để đo nhiệt độ không khí, các con số hiển thị trên mỗi nhiệt kế không nhất thiết phải giống nhau. Có thể nhiệt kế thủy ngân hiển thị 48 ° C, trong khi nhiệt kế cồn hiển thị 46 ° C. Điều này là do tốc độ giãn nở của thủy ngân và cồn khác nhau. Tương tự với các loại nhiệt kế khác, chẳng hạn như nhiệt kế lưỡng kim loại, v.v. Thang đo nhiệt độ được xác định theo cách này phụ thuộc rất nhiều vào tính chất của vật liệu được sử dụng.
Vì thang đo nhiệt độ được thiết lập bằng nhiệt kế thông thường có những hạn chế nhất định, chúng ta cần một nhiệt kế chuẩn. Nhiệt kế chuẩn cho phép chúng ta thiết lập thang đo nhiệt độ chính xác hơn mà không cần dựa vào các đặc tính của vật liệu.
Nhiệt kế khí thể tích không đổi là một loại nhiệt kế gần như hoàn hảo . Nguyên lý hoạt động của nhiệt kế khí thể tích không đổi như sau: Thể tích của khí được giữ không đổi. Khi nhiệt độ tăng, áp suất của khí cũng tăng.
Bên trong ống 1 và 2 có chứa thủy ngân. Thể tích khí được giữ không đổi bằng cách nâng hoặc hạ ống 2 sao cho mực thủy ngân trong ống 1 luôn ở vạch tham chiếu. Nếu nhiệt độ tăng, áp suất khí trong ống cũng tăng. Do đó, ống 2 phải được nâng cao hơn để thể tích khí không đổi. Áp suất khí có thể được xác định bằng cách đọc chiều cao cột thủy ngân (h) trong ống 2. Nếu sử dụng phương pháp thủ công, chỉ cần nhớ rằng cột thủy ngân cao 760 mm = 1 atm (1 atmosphere) áp suất. Trong các nhiệt kế khí thể tích không đổi hiện đại, đã có sẵn bộ đếm áp suất. Bình chứa khí cũng được thiết kế sao cho khí luôn có thể tích không đổi. Vì vậy, cái được đo chỉ là sự thay đổi áp suất.
Để hiệu chuẩn nhiệt kế khí thể tích không đổi, ta có thể đo áp suất khí ở hai nhiệt độ. Ví dụ, ta có thể sử dụng nhiệt độ điểm đóng băng và điểm hóa hơi. Nhiệt kế khí thể tích không đổi được hiệu chuẩn ở áp suất 1 atm. Các bước hiệu chuẩn nhiệt kế như sau.
Đầu tiên, đặt bình khí vào một thùng chứa đá và nước. Thể tích khí được giữ không đổi, do đó ống số 2 phải được hạ thấp sao cho mực thủy ngân trong ống số 1 luôn ở điểm tham chiếu. Nếu thể tích khí không thay đổi, hãy ghi lại chiều cao cột thủy ngân (h) trong ống số 2. Sử dụng h để tính áp suất. Nếu sử dụng nhiệt kế khí thể tích không đổi hiện đại, bình khí được nhúng trực tiếp vào thùng chứa đá và nước. Đã có sẵn đồng hồ đo áp suất. Ghi lại áp suất khí (giả sử đây là áp suất 1 hoặc P1 ).
Thứ hai, Một bình khí được đặt vào một thùng chứa nước đang được đun nóng. Để duy trì thể tích khí không đổi, ống số 2 được nâng lên sao cho mực thủy ngân trong ống số 1 vẫn ở điểm tham chiếu. Nếu thể tích khí không thay đổi, hãy ghi lại chiều cao của cột nước. 
thủy ngân (h) trong ống 2. Sử dụng h để tính áp suất khí (giả sử đây là áp suất 2 hoặc P).2)
Thứ ba , hãy tạo một đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ. Xem ví dụ bên dưới.
P1 là áp suất khí ở nhiệt độ điểm đóng băng (0 ° C) và P2 là áp suất khí ở nhiệt độ điểm hóa hơi (100 ° C ). Vẽ một đường thẳng nối điểm giao nhau của P1 với 0 ° C và điểm giao nhau của P2 với 100 ° C. Bằng cách tham khảo đồ thị, ngay cả khi chỉ biết áp suất khí, nhiệt độ cũng có thể dễ dàng được xác định và thậm chí dự đoán được.
Thang Kelvin
Nếu vẽ đường xiên trên đồ thị phía trên cắt trục T o C, thì khi áp suất khí bằng 0, nhiệt độ khí bằng -273,15 ° C. Có thể chúng ta nghĩ rằng nhiệt độ khí ở áp suất bằng 0 thay đổi tùy thuộc vào loại khí trong ống nhiệt kế khí thể tích không đổi. Dựa trên các thí nghiệm, ngay cả khi loại khí khác nhau, khi áp suất khí bằng 0, nhiệt độ luôn là -273,15 ° C. Do đó, chúng ta có thể sử dụng nhiệt độ này làm thang đo nhiệt độ chuẩn (còn được gọi là nhiệt độ không tuyệt đối). Nhiệt độ không tuyệt đối này được biết đến với tên gọi tắt là thang đo tuyệt đối hoặc thang Kelvin. Kelvin là tên của cố Lord Kelvin (1824-1907), một nhà vật lý người Anh.
Trên thang đo này, nhiệt độ được biểu thị bằng Kelvin (K), chứ không phải độ Kelvin (K).o(K). Khoảng cách giữa các độ giống như trên thang đo Celsius, nhưng giá trị 0 được dịch chuyển đến 0 K. Vì vậy, 0 K = -273,15 oC và 273,15 K = 0 oC. Nhiệt độ theo thang Celsius có thể được chuyển đổi sang thang Kelvin bằng cách cộng thêm 273,15. Tương tự, nhiệt độ theo thang Kelvin có thể được chuyển đổi sang thang Celsius bằng cách trừ đi 273,15.
T (K) = T (oC) + 273,15
NS (oC) = T (K) – 273,15
Ví dụ câu hỏi 1.40 oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 + 273
T = 293K
Ví dụ câu hỏi 2. 80 ° F = …. K
