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Température 138 langues Température Un exemple de thermomètre Celsius indiquant

Température 138 langues Température Un exemple de thermomètre Celsius indiquant une température diurne hivernale de -17 °C. Unités SI kelvin (K) Autres unités fahrenheit, celsius Dimension Nature Grandeur scalaire Symbole usuel T L'agitation thermique des molécules d'un gaz donne un aperçu de leur température. Pour les articles homonymes, voir Température (homonymie). La température est une grandeur physique mesurée à l’aide d’un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du transfert thermique entre le corps humain et son environnement. En physique, elle se définit de plusieurs manières : comme fonction croissante du degré d’agitation thermique des particules (en théorie cinétique des gaz), par l’équilibre des transferts thermiques entre plusieurs systèmes ou à partir de l’entropie (en thermodynamique et en physique statistique). La température est une variable importante dans d’autres disciplines : météorologie et climatologie, médecine, et chimie. L’échelle de température la plus courante est le degré Celsius, dans laquelle la glace (formée d'eau) fond à 0 °C et l'eau bout à environ +100 °C dans les conditions standard de pression. Dans les pays utilisant le système impérial (anglo-saxon) d’unités, on emploie le degré Fahrenheit où la glace fond à +32 °F et l'eau bout à +212 °F. L’unité du Système international d'unités (SI), d’utilisation scientifique et définie à partir du zéro absolu, est le kelvin dont la graduation est presque identique à celle des degrés centigrades. Introduction [ modifier | modifier le code ] Origine physique [ modifier | modifier le code ] La température ne peut être définie que pour des objets composés de nombreuses particules qui interagissent fortement : un atome seul n'a pas de température , et un gaz extrêmement raréfié (dans lequel les chocs des molécules contre les parois sont plus fréquents que les chocs entre molécules) non plus. Les particules qui composent la matière (molécules ou atomes) ne sont jamais au repos. Elles sont en vibration permanente et possèdent donc une certaine énergie cinétique. La température est une mesure indirecte du degré d'agitation microscopique des particules. Par ailleurs, un espace vide de matière mais dans lequel de la lumière se propage contient lui aussi de l'énergie. Dans de bonnes conditions , on peut associer une température à ce rayonnement qui mesure l'énergie moyenne des particules qui le constituent. Un exemple important de rayonnement thermique est celui du corps noir dont un exemple est donné par les étoiles dont le rayonnement révèle la température des atomes qui sont à sa surface. Lorsque deux corps entrent en contact, ils échangent spontanément de l'énergie thermique : 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, en sciences physiques, est appelé chaleur. Pour les gaz, la théorie cinétique définit la température comme suit : où : est la constante de Boltzmann ; est la distribution des probabilités des vitesses, la vitesse des particules ; le champ de vitesse (la vitesse moyenne) ; et le volume infinitésimal au voisinage de . Ces transferts d'énergie mènent spontanément à un état d'équilibre thermique où les deux corps en présence ont la même température. Vocabulaire [ modifier | modifier le code ] Dans les domaines de la physique et de la chimie, il est courant de parler de température ordinaire pour une température courante, moyenne. Par exemple, on dit « l'eau est liquide à la température ordinaire ». Mais cette dénomination n'est pas très formalisée et la valeur de la température ordinaire est rarement précisée (le plus souvent évaluée de manière commune de 18 à 25 °C). La température normale signifie en général le 0 de l'échelle courante : c'est le plus souvent 0 °C. Quelques ordres de grandeur [ modifier | modifier le code ] L'évaporation qui suit une averse typique d'une heure en été en Europe réduit la température de deux degrés environ. Définition en thermodynamique [ modifier | modifier le code ] En thermodynamique, la température est définie à partir de l'énergie totale d'un système (appelée dans ce contexte énergie interne) et du nombre d'états que celui-ci peut posséder pour une valeur fixée de cette énergie, qui est donnée par la notion d'entropie. On parle alors de température thermodynamique, qui se mesure en kelvins 1 2 3 Article détaillé : Ordre de grandeur. Article détaillé : Température thermodynamique. Convert web pages and HTML files to PDF in your applications with the Pdfcrowd HTML to PDF API Printed with Pdfcrowd.com Comparaison des échelles de température Celsius, Fahrenheit et Kelvin : zéro absolu, points de fusion de la glace et d'ébullition de l'eau dans les conditions de pression standard Échelle °C °F K Zéro absolu -273,15 -459,67 0 Fusion 0 +32 +273,15 Ébullition +99,9839 +212 +373,1339 et dont le minimum est le zéro absolu, inaccessible en pratique du fait de propriétés quantiques. 450 pK (soit 0,45 nK ou 0,000 000 000 45 K), c'est-à-dire −273,149 999 999 55 °C, est le record atteint en 2003 au laboratoire de recherches du Massachusetts Institute of Technology (MIT) par une équipe codirigée par le prix Nobel de physique Wolfgang Ketterle. Dans certaines expériences de physique, le calcul de la température au moyen de sa définition thermodynamique peut exceptionnellement aboutir à des valeurs négatives. Ces valeurs négatives sont extrêmement faibles (de l'ordre de quelques picokelvins à quelques nanokelvins). Elles apparaissent dans la mesure de certains systèmes quantiques très particuliers dont l'entropie, après avoir atteint un maximum, se met à diminuer à mesure qu'on leur ajoute encore de l'énergie . Le signe moins n'apparaît donc que parce que le sens de la variation utilisée dans la formule a fini par s'inverser. Les échantillons pour lesquels on mesure de telles températures absolues négatives ne sont pas « plus froids » que le zéro absolu puisqu'ils fourniraient de la chaleur à tout autre système qui viendrait à leur contact. Les températures absolues négatives ne signifient pas non plus que la température est passée à un moment quelconque par le zéro absolu, « ce dernier restant impossible à atteindre » . Mesure et contrôle de la température [ modifier | modifier le code ] Mesure [ modifier | modifier le code ] Techniques de mesure Contrôle [ modifier | modifier le code ] Thermostat Climatisation Réfrigération, Réfrigérateur, Froid industriel, Production du froid Bain thermostaté, Étuve de laboratoire, Four, etc. Cryogénie, Cryostat Échelles de température [ modifier | modifier le code ] Histoire [ modifier | modifier le code ] Source . Pour créer une échelle de température, les scientifiques de l'Antiquité ont recherché deux cas opposés, le « froid » et le « chaud ». 1. Échelle Fahrenheit : en 1720, le scientifique allemand Gabriel Fahrenheit invente le thermomètre à mercure et l'utilise pour définir l'échelle Fahrenheit, dans laquelle 32 °F correspond à la température minimale et 212 °F au maximum. 2. Échelle Celsius : en 1741, le physicien suédois Anders Celsius invente la gamme Celsius qui comprend cent intervalles appelés « degrés Celsius » (°C). Dans cette échelle, 0 °C est la température la plus basse qui correspond au point de congélation de l'eau et 100 °C est la plus élevée et correspond au point d'ébullition de l'eau. 3. Échelle de Kelvin : à la fin du XIXe siècle, le scientifique britannique Lord Kelvin suggère l’idée de créer une échelle où le zéro serait le point le plus bas où la température ne pourrait pas baisser davantage : le zéro absolu. Les physiciens savaient que cette température existait à −273,15 °C, ce qui, une fois atteint, ne permettait pas aux atomes de bouger. Ainsi, le « zéro » a été pris à −273,15 °C. Cette nouvelle convention a été officialisée en 1960. Gabriel Fahrenheit. Anders Celsius. Lord Kelvin. Différentes échelles [ modifier | modifier le code ] 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 . Le zéro absolu, correspondrait à la limite à une absence totale d'agitation microscopique et à une température de −273,15 °C ; mais on ne peut jamais l'atteindre (penser que l'entité physique est plutôt 1/T, et on ne peut jamais atteindre l'infini). Cette unité permet de définir une échelle absolue des températures. Le degré Celsius c'est le kelvin auquel on retire 273,15 K . Son unité est le °C. Elle est une simple translation de l'échelle absolue (voir ci-après). La température du point triple de l'eau y a donc pour valeur 0,01 °C. Capteur thermométrique Pyromètre Thermoscope Thermomètre Thermomètre à résistance de platine Thermocouple Thermomètre infrarouge Thermistance Thermomètre à minimum et maximum 4 5, 6 7 Article détaillé : uploads/S4/ temp-c3-a9rature.pdf