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Température
Aristote (384-322 ans avant J.C.): premières idées
de température.
Galien (129 130-200 ans après J.C.): premières
écrits sur la température.
Au début était le chaud et
le froid. Puis, le constat de la dilatation sous l'effet de la chaleur.
1592 ou 1603 – Galilée (1564-1642) mesure la température en
appréciant la dilatation. Il réalise un thermoscope à eau, à vin. Tous deux
dépendant de la pression atmosphérique. Voir
Galilée.
En 1641, Ferdinand II, grand duc de Toscane construit un
thermomètre à alcool en verre scellé. Insensible aux variations de pression.
Vers 1650, Robert Boyle (1627-1691) améliore le thermomètre en
introduisant une référence: le point de fusion de la glace.
En 1717, Gabriel Fahrenheit (1686-1736) invente le thermomètre à
mercure muni d'une échelle graduée.
En 1742, Anders Celsius (1701-1744) gradue le thermomètre avec 0
et 100 degrés comme références. Changement d'état de l'eau sous conditions
normales de la pression atmosphérique de solide en liquide et de liquide en
gazeux.
En 1848, William Thomson alias Lord
Kelvin (1824-1907) introduit le zéro absolu
correspondant à l'absence absolue d'agitation thermique et de pression d'un
gaz. L'échelle de température des scientifiques utilise cette limite. Elle
mesure la température en kelvins(K)
Chaleur
Jusque vers 1750: idée que
la chaleur est un fluide qui s'écoule jusqu'à créer un équilibre comme l'eau
qui coule entre deux récipients. Il faut plus ou moins de chaleur selon les
matériaux pour les chauffer d'un degré. Sous l'effet de la chaleur, les matériaux
changent de phases.
En 1738, Daniel Bernoulli (1700-1782) publie son Hydrodynamique:
les molécules de gaz sont en état d'agitation d'autant plus vive que la
pression est plus élevée; la pression est justement le résultat de cette
multitude de chocs. Il est à l'origine de la théorie cinétique des gaz. Voir Nombres de Bernoulli.
En 1787, Antoine Lavoisier (1743-1794) écrit qu'il pense que la
chaleur comme la lumière sont des substances matérielles.
Deux conceptions coexistent jusque vers 1850:
La
chaleur est un fluide comme l'eau (théorie calorique), ou
La
chaleur est la manifestation de vibrations internes à la matière (théorie
cinétique).
En 1798, Benjamin Rumford (1753-1814) constate que le canon chauffe
lorsque qu'il est alésé. La chaleur n'est pas apportée de l'extérieur, preuve
qu'elle n'est pas un fluide. Il calcule même un équivalent travail avant
Joule. Cependant, personne ne veut le suivre sur cette voie.
Thermodynamique
En 1824, Joseph Fourier (1768-1830) modélise la propagation de
la chaleur (séries trigonométriques, transformées de Fourier) et pose
les fondements de la thermodynamique. Il explique l'effet de serre et le
phénomène de réchauffement climatique.
En 1824, Sadi Carnot (1796-1832) publie son unique ouvrage,
base de la nouvelle discipline: la thermodynamique.
En 1843, James Joule publie ses résultats
sur les effets thermiques qu'il a constatés. Il découvre la relation entre la
chaleur et le travail mécanique. Il montre que le travail et la chaleur sont
des formes d'énergie. Il est amené à énoncer la théorie de la conservation de
l'énergie ou première loi de la thermodynamique. Voir Le joule,
unité de travail, énergie, chaleur
En 1847, Hermann von Helmholtz
(1821-1894) formule le principe de la conservation de l'énergie et surtout le
fait admettre.
En 1865, Rudolf Clausius (1822-1888) invente le concept d'entropie et énonce le deuxième principe de la thermodynamique. Il
distingue la capacité d'un système à fournir du travail et la fraction d'énergie qui est inévitablement
dissipée sous forme de chaleur non utilisable.
Théorie cinétique
des gaz
En 1803, avec John Dalton (1766-1844) et sa théorie atomique, on admet que l'énergie
des mouvements désordonnés des atomes d'un corps chauffé se manifeste sous
forme de chaleur.
En 1866, James Maxwell
(1831-1879) fait grandement avancer la théorie cinétique des gaz.
En 1866, Ludwig Boltzmann (1844-1906), indépendamment de
Maxwell, montre que la statistique des mouvements moléculaires permet
d'expliquer toutes les propriétés des gaz.
En 1876, Josiah Gibbs (1839-1903) développe la thermodynamique
chimique: calcul de l'énergie chimique d'une substance et prévision des
énergies de liaison des composés chimiques.
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