Quelle est la température?
La température est l'intensité de la chaleur ou de la froideur d'un objet. La température thermodynamique peut être définie comme une mesure de l'énergie cinétique des molécules (ou des atomes) de l'objet. En général, plus les molécules se déplacent rapidement dans un objet, plus l'énergie cinétique et la température seront élevées.
Une autre approche pour définir la température consiste à considérer deux objets composés de différents métaux (conducteurs thermiques). Lorsque ces objets sont maintenus en contact assez longtemps, ils atteindront un état d'équilibre thermique. L'équilibre indique que les objets ne transfèrent plus d'énergie nette (thermique) l'un à l'autre. On dirait alors que les deux objets donnés sont à la même température. C'est la propriété qui peut être utilisée pour mesurer la température. Lorsque nous maintenons un thermomètre en contact avec l'objet (dont la température doit être découverte), la température de l'objet peut être déterminée lorsque l'équilibre est atteint. Cependant, pour les objets très chauds, en mouvement ou éloignés, nous utilisons généralement l'intensité du rayonnement infrarouge (chaleur) pour mesurer la température. Les scientifiques ont également développé des thermomètres qui fonctionnent en mesurant la vitesse du son dans le gaz.
Balances de température
Les trois échelles de température les plus couramment utilisées sont Celsius (C), Fahrenheit (F) et Kelvin (K). Une quatrième échelle, la Rankine (R), est utilisée à des fins d'ingénierie. Sur cette échelle, la taille du degré est la même que sur l’échelle Fahrenheit et son zéro est au zéro absolu. Le Kelvin est l'unité de base de la température dans le système international d'unités (SI).
L'échelle Celsius
L'échelle Celsius a été inventée par un astronome suédois, Anders Celsius. À cette échelle, la différence entre les températures des points de congélation et d’ébullition de l’eau est divisée en unités ou en degrés 100. Le point de congélation est défini sur 0 degrés Celsius et le point d'ébullition est défini sur 100 degrés Celsius, tous deux à la pression atmosphérique standard. Cette échelle est souvent appelée échelle centigrade car l’écart entre les deux points définis (points de congélation et de fusion de l’eau) est le degré 100.
L'échelle de Kelvin
Lorsque les matériaux sont refroidis, ils perdent de la chaleur et leur température diminue. Théoriquement, nous pouvons continuer à refroidir un objet jusqu'à ce qu'il ne reste plus de chaleur à donner. La température à ce point est appelée le zéro absolu. Le zéro de l'échelle Kelvin est défini à ce stade. Comme il n'y a pas de température inférieure au zéro absolu, l'échelle de Kelvin n'a pas de température négative. Dans cette échelle, le point de congélation de l'eau est 273.15 K et son point d'ébullition est 373.15 K.
Conversion entre Celsius et Kelvin
Dans les deux échelles Kelvin et Celsius, la différence entre le point de congélation de l'eau et son point d'ébullition réside dans les unités 100. On peut donc dire 1 K = 1 degrés Celsius. Cependant, les points de départ des deux échelles sont différents. L'échelle Kelvin commence au zéro absolu et dans cette échelle l'eau gèle à 273.15 K. Par contre, dans l'échelle Celsius, le zéro (degré 0 Celsius) est défini au point de congélation de l'eau. Pour assimiler les deux échelles, on dit: Point de congélation de l'eau = 273 K = 0 degrés Celsius. C'est-à-dire que K = C + 273.15 ou C = K-273.15.
