Калібрування термометра за двома фіксованими точками Цельсія

Оберіть капілярну скляну трубку з вузьким отвором довжиною приблизно 30 см, запаяну з одного кінця, з невеликою кулястою колбою, видутою на запаяному кінці. Ртуть розширюється лінійно з температурою в цьому діапазоні, що робить її ідеальною для шкал з рівними поділками. Цельсій використовував ртуть замість спирту, оскільки ртуть не змочує скло і має майже лінійний коефіцієнт розширення між 0°C та 100°C.

Обережно нагрійте скляну колбу, щоб розширити захоплене повітря, потім переверніть відкритий кінець у посудину з ртуттю. Коли колба охолоджується, атмосферний тиск виштовхує ртуть у трубку. Повторюйте, доки колба та частина трубки не заповняться безперервним стовпчиком ртуті без повітряних бульбашок.

Після заповнення запаяйте відкритий кінець капілярної трубки, розплавивши скло полум'ям. Стовпчик ртуті тепер замкнений у закритій системі.

Наповніть боросилікатний скляний стакан подрібненим льодом і додайте достатньо дистильованої води, щоб заповнити проміжки між шматочками льоду. Обережно перемішайте. Це створює стабільну рівновагу при точно 0°C.

Повністю занурте ртутну колбу в суміш льоду та води. Тримайте нерухомо щонайменше 5 хвилин, щоб ртуть досягла повної рівноваги.

Коли ртуть повністю зрівноважиться, використовуйте алмазний різець або тонкий перманентний маркер, щоб нанести реперну лінію на скляній трубці точно на верхній частині стовпчика ртуті.

Перед визначенням точки кипіння перевірте ртутний барометр. Стандартний атмосферний тиск становить 760 мм рт. ст. (101,325 кПа).

Наповніть колбу Флоренса наполовину дистильованою водою та поставте її на кільцевий штатив над спиртівкою. Прикріпіть затискач для утримання трубки термометра так, щоб ртутна колба знаходилася в зоні пари безпосередньо над поверхнею води.

Запаліть спиртівку та нагрівайте воду до стійкого, інтенсивного кипіння. Зачекайте, поки кипіння стабілізується.

Коли термометр розміщено в стовпі пари, зачекайте 3-5 хвилин, поки ртуть перестане підніматися та стабілізується.

Нанесіть або позначте другу реперну лінію на верхній частині стовпчика ртуті.

За допомогою точної лінійки або циркуля виміряйте точну відстань у міліметрах між позначкою точки замерзання та позначкою точки кипіння. Ця відстань представляє фундаментальний інтервал — зміну температури на 100 градусів.

Обчисліть довжину кожного градуса, поділивши загальний інтервал на 100. Позначте кожен градус вздовж трубки від точки замерзання до точки кипіння.

Продовжте рівні інтервали нижче позначки замерзання та вище позначки кипіння настільки, наскільки дозволяє трубка.

Помістіть готовий термометр знову у ванну з льодом та водою та переконайтеся, що ртуть точно збігається з позначкою 0°C.

Поверніть термометр у стовп пари над киплячою водою. Переконайтеся, що ртуть збігається з позначкою 100°C. Метод Цельсія забезпечує точність приблизно ±0,1°C.

Прикріпіть градуйовану трубку до дерев'яної, латунної або кісткової задньої планки за допомогою дротяних кріплень або цементу. Вигравіюйте або надрукуйте числову шкалу на задній панелі.

Цельсій присвоїв 0° кипінню та 100° замерзанню — протилежно сучасній конвенції. Його причина обговорюється: одна теорія полягає в тому, що він хотів уникнути від'ємних чисел у холодних зимових температурах Швеції (Уппсала регулярно досягає від −20 до −30°C). Шкалу було перевернуто до сучасної форми після смерті Цельсія у 1744 році. У 1948 році 9-та Генеральна конференція з мір та ваг офіційно перейменувала 'стоградусну шкалу' на 'Цельсій'.