Température

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La température définit le degré d'agitation des particules qui composent un système. Elle se mesure au moyen d'un thermomètre et est l'objet de la thermométrie.

Sommaire

1 Origine physique
2 Température thermodynamique
3 Unité et échelles de mesure
4 Conversion
5 Comparaison des échelles de température
6 Autres domaines
7 Références
8 Voir aussi
9 Lien externe

[modifier] Origine physique

Les particules qui composent un système (molécules ou atomes) ne sont jamais au repos. Elles sont en vibration permanente et possèdent donc une certaine énergie cinétique. La température mesure le degré d'agitation microscopique des particules.

Lorsqu'on met deux corps en contact, ils échangent de la chaleur : l'un des deux corps a des particules qui ont plus d'énergie cinétique, en les mettant en contact, les chocs entre particules font que cette énergie cinétique microscopique se transmet d'un corps à l'autre. C'est ce transfert d'énergie qui est communément appelé chaleur. Ces transferts d'énergie mènent spontanément à un état d'équilibre thermique où les deux corps en présence ont la même température.

La température ambiante est la température de l'environnement, c'est-à-dire tout l'univers sauf le système considéré.

Néanmoins, en pratique, dans les domaines de la physique et de la chimie, il est courant de parler température ambiante pour une température courante, moyenne. Par exemple, on dit « l'eau est liquide à la température ambiante ». Mais cette dénomination n'est pas très formalisée et la valeur de la température ambiante est rarement précisée (le plus souvent évaluée de manière commune à 25°C).

[modifier] Température thermodynamique

Le fait est que tous corps en contact ayant des températures différentes échangent de l'énergie de manière à atteindre un état d'équilibre pour lequel les températures finales sont identiques. C'est l'équilibre thermique. Il suffit donc de connaître et de savoir quantifier parfaitement l'état thermique d'une classe de corps physique particulière pour étendre la définition de température à tous les objets physiques. C'est ce qui est fait avec la notion de gaz parfait: pour un gaz parfait, la température (dans ce cas appelée cinétique) est proportionnelle à l'énergie cinétique moyenne des particules ou encore à l'énergie interne du gaz.

On peut alors définir la température thermodynamique d'un corps comme étant celle qu'il acquiert lorsqu'il est en contact et en équilibre thermique avec un gaz parfait. C'est le principe de thermométrie.

[modifier] Unité et échelles de mesure

L'unité légale de température dans le système international est le kelvin de symbole K (noter l'absence du symbole ° car ce n'est pas une échelle de mesure). Il existe d'autres systèmes de mesures antérieurs et toujours utilisés : les échelles Celsius centigrade, Fahrenheit et Rankine.

le Kelvin: il est défini à partir du point triple de l'eau : un Kelvin est égal à 1/273,16 fois la température du point triple de l'eau <ref>Bureau International des Poids et Mesures</ref>. Le zéro absolu, correspond à une absence totale d'agitation microscopique et à une température de -273,15 °C. Cette unité permet de définir une échelle absolue des températures.

Article détaillé : Kelvin.

le Celsius: c'est le Kelvin à laquelle on ajoute 273,15 K <ref>Bureau International des Poids et Mesures</ref>. Son unité est le °C. Elle est une simple translation de l'échelle absolue (voir ci-après). Le point triple de l'eau y a donc pour valeur 0,01°C.

Article détaillé : degré Celsius.

les échelles centigrades: l'échelle de mesure est telle que 0 et 100 sont fixés. Elle est appelée centigrade car les deux points de référence sont distants de 100°. Entre les deux, c'est la dilatation du mercure qui définit l'échelle.; Par exemple dans l'échelle centigrade de Celsius, le zéro correspond à la température d'ébullition de l'eau et 100 degrés centigrades correspond à la température de la glace fondante sous une pression de 1 atmosphère. Ce serait Linné qui aurait inversé l'échelle.

Article détaillé : Degré centigrade.

l'échelle Fahrenheit: son symbole est °F. Elle attribue une plage de 180°F entre la température de solidification de l'eau et sa température d'ébullition. On la déduit de l'échelle Celsius par une fonction affine (voir ci-après). Elle fixe le point de solidification de l'eau à 32 °F et le point d'ébullition à 212 °F.

Article détaillé : Fahrenheit.

l'échelle Rankine: c'est une simple homothétie de l'échelle absolue avec un facteur 9/5 (voir ci-après).

Article détaillé : Rankine.

[modifier] Conversion

On peut établir des correspondances entre ces trois échelles:

Formules de conversion générales:

Celsius<math>\Longleftrightarrow</math>kelvin<math>\Longleftrightarrow</math> Fahrenheit :

<math>\frac{T_{Celsius} - 0}{100} = \frac{T_{Kelvin} - 273,15}{100} = \frac{T_{Fahrenheit} - 32}{180} \,</math>

Celsius<math>\Longleftrightarrow</math>Réaumur <math>\Longleftrightarrow</math>Rankine :

<math>\frac{T_{Celsius} - 0}{100} = \frac{T_{Reaumur} - 0}{80} = \frac{T_{Rankine} - 32 - 459,67}{180} \,</math>

kelvin<math>\Longleftrightarrow</math>degré celsius:

<math>T_{Celsius} = T_{Kelvin} - 273,15 \,</math>

<math>T_{Kelvin} = T_{Celsius} + 273,15 \,</math>

kelvin<math>\Longleftrightarrow</math>degré fahrenheit:

<math>T_{Fahrenheit} = \frac{9}{5} \cdot T_{Kelvin} - 459,67</math>

<math>T_{Kelvin} = \frac{5}{9} \cdot (T_{Fahrenheit} + 459,67)</math>

degré celsius<math>\Longleftrightarrow</math>degré fahrenheit:

<math>T_{Fahrenheit} = 32 + \frac{9}{5} \cdot T_{Celsius}</math>

<math>T_{Celsius} = \frac{5}{9} \cdot (T_{Fahrenheit} - 32)</math>

[modifier] Comparaison des échelles de température

Comparaison des échelles de température
Commentaire	kelvin	Celsius	centigrade	Fahrenheit	Rankine	Delisle	Newton	Réaumur	Rømer
Zéro absolu	0	−273,15		−459,67	0	559,725	−90,14	−218,52	−135,90
Plus basse température enregistrée à la surface de la Terre (Vostok dans l'Antartique - 21 juillet 1983)	184	−89		−128,2	331,47	283,5	−29,37	−71,2	−39,225
Mélange eau/sel de Fahrenheit	255,37	−17,78		0	459,67	176,67	−5,87	−14,22	−1,83
Température de fusion de l'eau (à la pression standard)	273,15	0	0	32	491,67	150	0	0	7,5
Température moyenne à la surface de la Terre	288	15		59	518,67	127,5	4,95	12	15,375
Température moyenne du corps humain	309,95	36,8		98,24	557,91	94,8	12,144	29,44	26,82
Plus haute température enregistrée à la surface de la Terre (Al 'Aziziyah en Libye - 13 septembre 1922)	331	58		136,4	596,07	63	19,14	46,4	37,95
Température de vaporisation de l'eau (à la pression standard)	373,125	99,975	100	212	671,67	0	33	80	60
Température de fusion du titane	1941	1668		3034	3494	−2352	550	1334	883
Température de la surface du Soleil	5800	5526		9980	10440	−8140	1823	4421	2909

Certains nombres de ce tableau ont été arrondis.

[modifier] Autres domaines

Dans le domaine de la météorologie, la température s'écrit T° et on parle de T° éolien, pour exprimer la température ressentie sous l'effet du vent, aussi connu sous température subjective, impression de chaud ou froid, ou encore température au vent, voir en détail le refroidissement éolien.

La température sèche correspond à la température classique donné par un thermomètre mais protégé de l'humidité et des radiations. Sur un diagramme de l'air humide, la courbe de température constante est une droite verticale.

On mesure la température humide avec un thermomètre sur lequel de l'eau s'évapore. On utilise généralement de la mousse mouillé que l'on ventile. La température humide est toujours inférieure à la température sèche, elle sont d'autant plus égale que l'humidité relative est proche de 100%.

En médecine on mesure la température corporelle.

Pour les corps (entité) composés de plusieurs phases (Ex : de l'air humide : liquide dans un gaz) on parle de gradient adiabatique.

[modifier] Références

[modifier] Voir aussi

Image:Wiktprintable without text.svg

Le Wiktionnaire possède une entrée pour « température ».

[modifier] Lien externe

Capteurs de température

Données et variables météorologiques
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