La température est la grandeur physique qui montre l'énergie thermique d'un corps à celle d'un autre. Cette propriété thermodynamique ne décrit qu'un état macroscopique.
La définition de la température en termes d'énergie cinétique moléculaire est la mesure de la moyenne de l'énergie cinétique des molécules qui la compose. C'est le mouvement des particules à l'intérieur.
Par contre, selon la mécanique statistique, on peut la définir comme la dérivée de l'énergie concernant l'entropie à volume constant.
Étant de grandeur macroscopique, il a un caractère exclusivement statistique. Cela signifie qu'il n'a pas de sens de parler d'une molécule isolée ou de la température d'un atome, mais dans son ensemble.
La constante de Boltzmann relie l'énergie cinétique moyenne pour chaque degré de liberté d'un élément en équilibre à sa température. Par exemple, la constante de Boltzmann relie l'énergie cinétique moyenne des particules dans un gaz parfait à la température du gaz.
Quelles sont les échelles de température ?
Les trois échelles les plus courantes sont:
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L'échelle Celsius dans laquelle son unité est le degré Celsius.
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L'échelle Kelvin dans laquelle son unité est le kelvin.
-
L'échelle Fahrenheit qui utilise les degrés Fahrenheit.
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L'échelle de Rankine fait référence à l'échelle de température. Il est défini en mesurant en degrés Fahrenheit au-dessus du zéro absolu, il n'a donc pas de valeurs négatives.
Échelle Celsius et échelle Kelvin
L'échelle Celsius est l'échelle la plus utilisée pour exprimer la température. Presque tout le monde utilise l'échelle Celsius (degrés Celsius) pour la mesure de la plupart des mesures. La variation entre un degré et le suivant sur une échelle Celsius est la même que sur une échelle Kelvin.
La différence entre les échelles Celsius et Kelvin réside dans la fixation de leur point nul:
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Sur l'échelle Celsius, 0 ° C correspond au point de congélation de l'eau.
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Sur l'échelle Kelvin, 0 degré correspond au niveau minimum qu'un corps pourrait théoriquement atteindre.
Les échelles Kelvin sont mesurées en kelvin mais étaient auparavant appelées degrés Kelvin.
Échelle Fahrenheit et échelle de Rankine
Cependant, notamment aux États-Unis, quelques pays utilisent encore quotidiennement l'échelle Fahrenheit. C'est une échelle historique. Dans cette échelle, le point de congélation de l'eau est de 32 ° F et le point d'ébullition de l'eau est de 212 ° F.
L'échelle de Rankine fait référence à l'échelle de température définie en mesurant en degrés Fahrenheit au-dessus du zéro absolu.
Le physicien et ingénieur écossais William Rankine a proposé l'échelle de Rankine en 1859.
Exemples de température
|
La description |
Kelvin |
Degrés Celsius |
Degrés Fahrenheit |
Degrés Rankine |
|
Zéro absolu |
0 |
-273,15 |
-459,67 |
0 |
|
Température de l'eau de fusion |
273,15 |
0 |
+32 |
491,67 |
|
Température de l'eau bouillante |
373,15 |
100 |
+212 |
671,67 |
|
Température corporelle humaine |
310,15 |
37 |
+98,6 |
558,27 |
Unité dans le système international de mesures
L'unité de mesure du Système international d'unités (SI) est le kelvin. Kelvin est donc l'unité utilisée par les scientifiques. Il est fréquent de le voir référencé comme un degré Kelvin.
Le triple point d'eau
Le Système international d'unités (SI) définit une échelle et une unité de température thermodynamique basée sur le point triple de l'eau.
La température ressentie, pourquoi avons-nous froid et chaud ?
La sensation de froid ou de chaleur qu'une personne ressent en fonction d'une combinaison de paramètres météorologiques est appelée sensation thermique.
La sensation physiologique est générée lorsqu'il y a un échange d'énergie thermique entre la température corporelle et d'autres corps.
Si nous touchons un objet à une température plus basse, la chaleur circule de notre corps vers l'objet, puis nous avons froid. Sinon, si nous touchons un objet à des températures plus élevées, la chaleur circule dans la direction opposée, et nous avons chaud.
Relation entre température et thermodynamique
C'est l'une des principales propriétés étudiées dans un système thermodynamique. En thermodynamique, les différences de thermiques entre les différentes régions de la matière sont incroyablement significatives. Ces différences permettent le déplacement de la chaleur d'une pièce à l'autre.
La température est-elle la même que l'énergie thermique ?
Les molécules de toutes les substances matérielles sont toujours en mouvement continu. Ils peuvent être en vibration ou en agitation en raison des multiples interactions qu'ils subissent dans le corps.
Du fait de cette agitation aléatoire, les atomes et molécules de matière ont une énergie interne spécifique puisqu'ils ont une énergie cinétique sous forme de mouvement. Ils possèdent également une énergie potentielle due aux forces exercées entre les particules.
L'énergie interne est également connue sous le nom d'énergie thermique des corps.
D'autre part, la température est la grandeur qui permet d'enregistrer la valeur moyenne de l'énergie thermique d'un corps.
Comment la température est-elle mesurée ?
Différents systèmes de mesure dépendent de l'application ou si des valeurs très élevées ou peu profondes doivent être mesurées. Cependant, l'outil le plus connu et le plus utilisé est le thermomètre.
Pour déterminer la température d'un système, il doit être en équilibre thermodynamique.
Par conséquent, les variations de ces propriétés permettent leur utilisation pour la construction d'instruments qui détectent les variations de température.
Auparavant, le thermomètre à mercure était utilisé pour mesurer la température corporelle. Il est actuellement en désuétude en raison de sa dangerosité.
Lorsque deux systèmes sont en équilibre thermique, ils ont la même température.
