Termofysiikan perusteet, Ismo Napari ja Hanna Vehkamäki, 2013.

10 LUKU 2. TERMODYNAMIIKAN NOLLAS PÄÄSÄÄNTÖθ374.00373.75373.50373.25373.00O 2IlmaN 2H 20 250 500 750 1000P 0 (mmHg)Kuva 2.3: Tiivistyvän vesihöyryn (P = 1 atm) lämpötila kaasulämpömittarillamitattuna eri P 0 :n arvoilla ja erilaisilla kaasuilla.Tiedämme kuitenkin, että jos mittarin kaasu on harvaa, noudattaa se Boylenlakia PV = vakio, missä V on kaasun tilavuus ja vakio riippuu empiirisestälämpötilasta θ, ts. PV = f(θ). Mitataan nyt vertailuarvoksi jonkin referenssifluidinaiheuttama paine P 0 siten, että elohopean rajapinta pidetään samassakohdassa eli kaasun tilavuus on sama. Voimme muodostaa verrannonP= f(θ)P 0 f(θ 0 ) ,missä θ 0 on referenssifluidin lämpötila. Jotta ideaalikaasun tilanyhtälösäilyttäisi tutun funktionaalisen muotonsa, on järkevää valita lämpötilaasteikkolineaariseksi eli f(θ) = vakio×θ. Nyt empiiriseksi lämpötilaksi saadaanθ = θ 0PP 0.Seuraavaksi otetaan mittarin kaasusta osa pois, jolloin paine on pienempi, jasuoritetaan uudet mittaukset. Jatkamalla mittauksia yhä pienemmillä paineillaja ekstrapoloimalla rajalle P 0 → 0 (samalla menee myös P → 0) havaitaan, ettäriippumatta mittarissa käytetystä kaasusta saadaan sama lämpötila θ (katsokuva 2.3). Sen vuoksi on mahdollista määritellä ideaalikaasulämpötilaPθ = θ 0 lim (V = vakio). (2.1)P0 →0 P 0Kun vielä referenssilämpötilaksi θ 0 valitaan veden kolmoispisteen lämpötila javalitaan tälle lukuarvo 273,16 K, antaa yhtälö (2.1) lämpötilan kelvinasteissa.Palaamme kysymykseen absoluuttisen lämpötila-asteikon määrittelemisestäkappaleissa 4.2 ja 4.4.Lämpömittari voi perustua myös metallien sähköisiin ominaisuuksiin.Lämpösähköparissa kahden eri metallijohtimen liitoskohtaan syntyy lämpötilastariippuva jännite. Termistori taas on vastus, jonka resistanssi riippuulämpötilasta. Myös kappaleen säteily kertoo sen lämpötilan. Arkipäivän