氣體溫度計

氣體溫度計是用氣體在不同溫度下的體積或壓力變化來量測其他物體溫度的溫度計^[1]。

兩種氣體溫度計

定壓溫度計

依照查理定律，若氣體壓力和質量固定時，氣體的體積和其溫度成正比^[2]，也就是

${\displaystyle V\propto T\,}$

換句話說

${\displaystyle {\frac {V}{T}}=k\Rightarrow {\frac {V_{1}}{T_{1}}}={\frac {V_{2}}{T_{2}}}\Rightarrow {\frac {\Delta V}{V_{1}}}={\frac {\Delta T}{T_{1}}}}$

其中${\displaystyle V}$是體積，${\displaystyle T}$是熱力學溫度，${\displaystyle k}$是此系統裡的常數。常數${\displaystyle k}$會隨著系統而不同，因此針對特定系統，要用已知溫度測試，才能找到其常數。

此原理也可以用在水銀溫度計上。若相對於已知標準溫度（例如水的沸點）下的狀態，量測到未知溫度下體積的變化，就可以以此找到未知的溫度。

定容溫度計和絕對零度

定容溫度計以是蓋-呂薩克定律為其理論基礎：當氣體的體積維持定值時，其壓力和溫度成正比。

${\displaystyle P\propto T}$

也就是

三種不同氣體壓力和溫度的關係，外推到絕對零度

${\displaystyle {\frac {P_{1}}{T_{1}}}={\frac {P_{2}}{T_{2}}}}$

在低溫學技術發展之前許久，就已經發現絕對零度，在發現絕對零度的過程中，定容氣體溫度計的角色很重要。

考慮在標準狀態下（較絕對零度高很多），三種不同的理想氣體(a, b, c)，其壓力對溫度的曲線。在理想氣體的情形下，壓力隨溫度線性變化，將壓力外推到零，其溫度就是絕對零度^[3]。注意到此資料可以用相同的氣體，但三份的體積不同，這讓十八世紀進行此實驗要比較簡單。

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