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thermometer-501608-pixabay.jpgMesurer des températures peut nous sembler aujourd'hui très simple : il suffit de lire un chiffre sur un thermomètre.
Mais à quoi correspond ce chiffre ?
Voici comment sont nés les degrés Celsius, Fahrenheit et Kelvin.
Et comment passer d'une échelle à l'autre.

 

Pour créer une échelle de température, les physiciens cherchent des intervalles de température entre deux points de référence : une situation "froide" et une situation "chaude".

Il faut que ce soit des références qui ne changent pas avec le temps, mais on pourrait inventer des milliers d'échelles différentes.

Parmi toutes celles qui ont été inventées et utilisées, voici les trois que nous utilisons encore aujourd'hui.

 

Farenheit : eau-glace-sel et ébullition de l'eau

analog_thermometer_fahrenheit-wpclipart.pngVers 1720, le physicien allemand Daniel Farenheit invente le thermomètre à mercure et définit son échelle de température.

Il utilise une échelle de température prenant pour référence :
- un mélange eau-glace-sel à l'équilibre pour le point bas
- l'ébullition de l'eau pour le point haut

Et pour que la température du corps humain soit 100°F dans son échelle, il décide que le point bas sera 32°F et le point haut 212°F.
 (depuis, il a fallu corriger : le corps humain est en fait à 98,6 °F)

 


Celsius : congélation et ébullition de l'eau

Celsius.gifDe son côté, en 1741, le physicien Anders Celsius choisi de prendre pour référence:
- l'ébullition de l'eau pour le point haut
- la congélation de l'eau pour le point bas

Il divise son échelle en 100 intervalles, qu'il appelle "degré Celsius" (°C), démarrant de zéro pour le point haut et 100 pour le point bas (pour lui, l'eau se transformait en glace à 100°C et bouillait à 0°C).

Ensuite, on a inversé son échelle pour obtenir celle qu'on utilise actuellement : l'eau se transforme en glace à 0°C et bout à 100°C.

On appelle aussi parfois le °C "degré centigrade".


Le zéro absolu et Kelvin ...

Kelvin.jpgA la fin du 19e, les lois de la thermodynamique font apparaître une idée nouvelle : il faut une échelle de température qui a une limite inférieure "théorique et absolue", infranchissable.

Le physicien anglais Lord Kelvin suggère donc d'utiliser une échelle de température où le zéro serait un zéro en dessous duquel on ne peut pas descendre : le "zéro absolu".

thermometer-29603-pixabay.pngEt les physiciens connaissent cette température infranchissable : c'est - 273,15 °C, la température à laquelle plus rien ne bouge dans les atomes.

Il prend donc l'échelle de Celsius (en gardant le même intervalle pour chaque degré) et "décale simplement le "zéro" à -273,15 °C.


On parle alors de "degré Kelvin" et on la note "K" (sans le ° devant).
Cette nouvelle désignation est officialisée en 1960.

cartoon-1294877-pixabay.pngDans les calculs, prendre la température en K ou en °C fait une différence.
Par contre, une différence de température est la même en K et en °C.

 

Règles de conversion

Entre Fahrenheit et Celsius

T(°F) = 32 + T(°C) x 9 / 5

T(°C) = [ T(°F) -32 ] x 5 / 9

Entre Kelvin et Celsius

T(K) = T(°C) - 273,15

T(°C) = T(K) + 273,15


Quelques valeurs particulières dans les trois échelles de température

  Celsius (°C) Farenheit (°F) Kelvin (K)
"zéro absolu" - 273,15 - 459,67 0
mélange eau-glace-sel -32 0 241,15
congélation de l'eau 0 32 273,15
corps humain 35,5 96 308,65
ébullition de l'eau 100 212 373,15
différence de température de 1° (C ou K)
1
9 / 5 = 1,8
1

différence de température de 1 °F

5 / 9 = 0,55

1

5 / 9 = 0,55

Auteur du site

id_vero_2008_50x59.jpgVéronique Parasote
Docteur en physique
Journaliste scientifique

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