Praktické meranie teploty

Pre fyzikálne účely sa zo všetkých používaných stupníc na marenie teplôt najlepšie hodí stupnica Kelvinova a stupnica Celziova. Ak Kelvinova teplota bodu mrazu vody je , tomu istému tepelnému stavu zodpovedajúca Kelvinova teplota T a plynová teplota Celziova t súvisia spolu podľa vzťahu T=+t. Teplotu ako veličinu , ktorá má charakterizovať stav látokna množstvo energie v nich, môžeme objektívne zmerať len tak, že nájdeme také priamo merateľné veličiny, ktoré sa s ňou dostatočne citlivo a podľa nožnosti lineárne menia. Takýmito veličinami sú napr. objem látok, lak plynov, ale aj elektrický odpor a pod. Teplomer na meranie Celziovej stupnice môžeme potom realizovať tak, že objemu vhodnej látky (ortute) pri teplote mrznutia vody priradíme t=0 a objemu V= tejto látky pri teplote varu vody t=100 a celý interval objemových zmien rozdelíme na 100 rovnakých dielikov. Ak takýto teplomer prenesieme do prostredia, ktorého teplotu chceme určiť a na stupnici zistíme objem V, potom mu zrejme zodpovedá teplota



Podobne môžme postupovať aj v prípade tlaku, takže dostaneme podobný vzťah



Francúzsky fyzik Gay-Lussac zistil, že ideálne plyny menia svoj tlak približne podľa lineárneho zákona, pričom koeficient má rovnakú hodnotu . Pri teplote t=-273,16K je však potom , a teda p=0. Tlak plynu by teda klesol na nulu, čo by znamenalo, že tepelný pohyb ustane. Tomuto stavu s absolútne najnižšou teplotou sa priradí hodnota 0. To by urobil anglický fyzik Kelvin a zaviedol tak po ňom nazvanú stupnicu, v ktorej je t=273,16+t. Ak zavedieme označenie =273,16K môžeme vzťah napísať v tvare



Keďže koeficient objemovej rozťažnosti plynov je tiež , dostaneme vzťah



Odvodené vzťahy predstavujú Gay-Lussacove zákony Pri stálom tlaku sa objem ideálneho plynu mení podľa vzťahu



Pri stálom objeme sa tlak ideálneho plynu mení podľa vzťahu



Po ďalších úpravách dostaneme rovnicu ideálneho plynu



resp. rovnicou



kde n je počet mólov látky, je všeobecná plynová konštanta.

Pre praktické meranie teplôt sa používa tzv. normálna stupnica teploty, definovaná tak, aby sa od plynovej stupnice Celziovej líšila čo najmenej. Bola definovaná pomocou určitého počtu ľahko a spoľahlivo reprodukovateľných tepelných stvov, ktorým zodpovedajúca a o tepelnú rozpínavosť zriedených plynov opretá Celziova teplota bola veľmi dôkladne zmeraná, a pomocou pomocou potrebného počtu metód a vzorcov na výpočet meraných teplôt.
Na meranie teploty sa preto v praxi využívajú teplomery založené na rôznych princípoch, ktorých konštrukcia a materiál sú určené požadovaným rozsahom a presnosťou a ktorých údaje sa pri výrobe, prípadne aj pri používaní kontrolujú a opravujú pomocou mezdinárodnej záväznej normálnej stupnice.