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Sommaire de cette page

>>> Quelques repères

>>> Celsius – Kelvin & Fahrenheit

>>> Conversion Celsius – Fahrenheit

>>> Température absolues négatives

 

 

 

 

 

 

 

UNITÉS de TEMPÉRATURE

 

Pour plus de précision: 0,55 vient de 1 / 1,8 qui vaut, en fait, 0,555…

Voir Unité  SI

 

 

Quelques repères

 

 

 

 

Degrés CELSIUS (°C)

 

*    Ce sont les degrés de la vie de tous les jours en France.
Avec eux:

*      l'eau gèle à     0°C, et

*      elle bout* à 100°C.

*    Surprise, la température la plus basse possible dans tout l'Univers est – 273,15°C, pas plus bas; c'est un plancher, une limite.
 

*    En fait, et c'est très bizarre, la température peut être aussi élevée que l'on veut. Le soleil et les étoiles ont des températures de millions de degrés.

 


 
* Note orthographique : 

Je bous

tu bous

il, elle bout

nous bouillons

vous bouillez

ils, elles bouillent

 

 

 

KELVIN (K)

 

*    Les physiciens, pour être logique, ont voulu que les températures se comptent à partir du plancher de température absolue.

 

*    Une nouvelle unité de mesure de la température est née graduée en kelvins.

 

*    C'est la même échelle que celle des degrés Celsius mais décalée vers le bas de 273,15 unités

 

0 K vaut environ – 273,15°C

 

 

Définitions

 

*    Le kelvin est la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l'eau. Une variation de température de 1 K est équivalente à une variation de 1°C.

*    Le point triple de l’eau est à la température à laquelle peut coexister l’eau à l’état solide, à l’état liquide et à l’état de vapeur : soit + 273,15 K à la pression atmosphérique normale (760 mm de mercure)

*      Le point triple de l'eau est à +0,01°C.

*      La température de 0 K est égale à -273,15°C et correspond au zéro absolu.

*      Le kelvin est une mesure absolue de la température (référence au troisième principe de la thermodynamique).

*    La température en degrés Celsius t est définie par la différence t = T – To entre deux températures thermodynamiques: T et To, avec To = 273,15 kelvins.

 

 

Kelvin

Unité S.I. de température thermodynamique.

 

 

Orthographe

Symbole : K (du nom de Lord Kelvin)
Un kelvin, des kelvins (k minuscule sauf en tête de phrase)

Attention:

Ce n'est pas degré kelvin, mais bien kelvin.

Température absolue, le kelvin n'est jamais précédé du mot « degré » ni du symbole « ° ».

En fait, le « degré » Kelvin fut supprimé en 1967.

 

Anglais

The kelvin (symbol: K) is the SI unit of temperature, and is one of the seven SI base units. It is defined as the fraction 1/273.16 of the thermodynamic (absolute) temperature of the triple point of water.

 

 

 

Degré FAHRENHEIT (°F)

 

*    Unité encore utilisée par les Américains.

*    Échelle inventée en 1720 par Gabriel Fahrenheit

*      Température de congélation de l'eau:   32°F sous 1 atmosphère

*      Température d'ébullition de l'eau:      212°F

 

Avec cette échelle la température du corps humain est légèrement inférieure à 100°F (98,6).

 

 

 

 

CONVERSION CELSIUS – FAHRENHEIT

 

*    Conversion très utile pour ceux qui voyagent, car les anglo-saxons utilisent le système Fahrenheit.

 

Quelques repères

 

 

 

En pratique

 

*    On fait une approximation de la fraction 5/9 par 5/10 + 2.

*    Ce qui est assez valable pour les températures ordinaires.

 

 

 

F : température en degrés Fahrenheit

C : température en degrés Celsius

 

 

Méthode (exacte) des 40 en plus et en moins

 

*    Certains prétendent que c'est la plus facile. Effectivement c'est la plus facile à retenir. Le calcul est toujours un peu compliqué.

 

  Ajouter 40 à la température.

  Multiplier ou diviser par 1,8 et

  Soustraire 40.

 

*    Ce calcul est exact. Il repose sur le fait que sur les deux échelles -40 représente la même température et que le rapport entre les deux types de degré est 1,8.

 

Appréciation des écarts

 

De 10 à 30 °C

On peut utiliser la règle pratique en faisant une erreur maximum de 1°.

 

 

 

 

Température absolue négative

 

*    La température absolue est mesurée en kelvins. Selon le troisième principe de la thermodynamique, énoncé par le physicien allemand Walther Nernst en 1906, le zéro absolu (0 K, soit -273,15 °C) ne peut être atteint. Il est impossible de créer un ordre parfait dans un système donné.

*    En 2013, les physiciens sont capables de descendre à moins de un nanokelvin (10-9 K), sans atteindre la fameuse limite.

*    Dans le domaine de l'imagerie médicale, on parle pourtant de température absolue négative. À quoi cela correspond-il?

*    La température absolue est une mesure de l'agitation thermique; elle devrait toujours être positive.

*    Dans le cas des gaz classiques cette agitation se réduit à l'énergie cinétique des molécules (leurs mouvements).

*    Selon la vision moderne, la température absolue caractérise la façon dont l'entropie d'un système varie avec son énergie. Elle est égale à l'inverse de la dérivée de l'entropie par rapport à l'énergie. 

*    Dans un système classique, l'entropie augmente toujours avec l'énergie, d'où une température absolue positive.

*    Dans d'autres systèmes,  ceux de spins nucléaires soumis à un champ magnétique (cas en des IRM), c'est l'inverse. L'énergie est minimale lorsque les spins sont tous dans le même sens. Elle augment lorsqu'ils se retournent. L'entropie croît. Mais, lorsque les spins se réorientent tous dans le sens inverse, un certain ordre est établi. L'entropie devient une  fonction décroissante de l'entropie. La température absolue ayant le même signe que  la dérivée de l'entropie, elle est négative.

*    La température absolue négative est donc un phénomène purement quantique.
 

D'après: Une température absolue peut-elle être négative – Roger Balian – Pour la Science – Mars 2013

 

 

 

 

 

 

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*    Nombre 0 (absolu)

*    Nombre 32 (Fahrenheit)

*    Nombre 40 (-40)

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