Измерение давления газа при постоянном объёме производится с большей точностью, чем измерение объёма при постоянном давлении

Однако и здесь возникают трудности: в области высоких температур применение эталонного гелиевого термометра ограничивается практическими осложнениями, а именно: гелий проникает через стенки сосуда, в котором он находится, при этом уменьшается число N молекул гелия в сосуде. В этих условиях гелий заменяют на азот. При низких температурах становятся заметными отступления от простого закона (1.7.1). Ввиду этого газовый термометр используют в качестве эталонного только для такого интервала температур, где с высокой степенью точности выполняется закон (1.7.1).

Таким образом, в идеально-газовой шкале температур в качестве термометрического тела выбирают газообразный гелий (азот), а термометрической величиной - его давление при постоянном объёме. Температуру в этой шкале обозначают буквой Т, а термометрическую величину х - буквой Р. Зависимость между ними выбирают линейной, вида (1.6.1) с b = 0, т. е.

(1.7.2).

Как видно из (1.7.2), температура в этой шкале равна нулю, когда давление газа Р = 0. Шкала, а также температура, измеренная в этой шкале, называется абсолютными, если в нуле температурной шкалы термометрическая величина обращается в нуль.

В абсолютной идеально-газовой шкале так же, как и в шкале Цельсия, разность температур между двумя реперными точками (температурой Т₁ плавления льда и температурой Т₂ кипения воды при нормальном атмосферном давлении) принимается равной 100, т.е. один градус в шкале Цельсия равен одному градусу в абсолютной шкале по определению. Таким образом, в абсолютной шкале

Т₂–Т₁ = 100 (1.7.3).

Второе уравнение для определения значений температур в реперных точках абсолютной шкалы находится измерением давлений Р₁ и Р₂ соответствующих температурам Т₁ и Т₂ в реперных точках. Эти измерения дают

(1.7.4).

Решая уравнения (1.7.3). – (1.7.4), находим

Т₁=273,15К, Т₂=373,15К

Очевидно, любая температура Т в абсолютной шкале определяется по формуле (1.6.6).

(1.7.5).

Разделим обе части выражения (1.7.5) на T₁, получим

(1.7.6)

Подставив (1.7.4) в (1.7.6), находим

(1.7.7)

или

, (1.7.8)

где Р₁ - давление в газовом термометре, находящемся в тающем льду. Чтобы при помощи газового термометра измерить температуру тела, необходимо это тело привести в тепловой контакт с газовым термометром и измерить манометром давление газа в нём. Тогда температура Т вычисляется по формуле (1.7.8).

Ввиду того, что так называемая тройная точка воды (одновременное сосуществование в равновесии трёх фаз воды твёрдой, жидкой и газообразной) значительно лучше воспроизводится на опыте, чем точки плавления льда и кипения воды, в 1954 году по международному соглашению абсолютная шкала или шкала Кельвина строится по одной реперной точке - тройной точке воды температуре которой приписываются точно Т_тр _.= 273,16К (или 0,01°С)

Тогда любая температура Т, измеряемая газовым термометром определяется по формуле, аналогичной (1.7.8):

(1.7.9)

Указанный выше выбор численного значения температуры тройной точки воды сделан для того, чтобы промежуток между точками плавления льда и кипения воды с максимально возможной точностью составлял 100 К. Тем самым устанавливается преемственность температурной шкалы Кельвина с абсолютной шкалой, определяемой двумя реперными точками. Измерения показали, что температуры точек плавления льда и кипения воды в шкале, Кельвина с одной реперной точкой равны приблизительно 273,15К и 373,15К. Единица температуры в этой шкале - Кельвин - 1/273,16 температурного интервала между тройной точкой воды и точкой абсолютного нуля температуры.

И, наконец, для шкал Кельвина и Цельсия на основании выражений (1.6.6) и (1.6.8)

(1.7.10)