Température des capteurs de mesure

Température

Température

La température est une quantité physique de matière qui exprime de manière quantitative les notions courantes de chaleur et de froid. Les objets de basse température sont froids, alors que les objets de températures plus élevées sont considérés chauds ou chauds. La température est mesurée quantitativement avec des thermomètres. Les thermomètres peuvent être étalonnés en fonction de différentes échelles de température.

Balances pour mesurer la température

Les trois échelles les plus courantes pour mesurer la température sont:

  • L'échelle Celsius. Mesurée en degrés centigrades.
  • L'échelle Kelvin. Mesurée en degrés kelvin (actuallement en kelvins).
  • L'échelle Fahrenheit. Mesurée en degrés Fahrenheit.

Presque tout le monde utilise l'échelle Celsius (° C) pour mesurer la plupart des températures. La variation de température 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 zéro: dans la plage Celsius, la température 0ºC correspond au point de congélation de l'eau. Cette température exfoliée sur l'échelle de Kelvin correspond à 273,15 degrés kelvin (273,15 K). Le point noyau de l'échelle Kelvin, les 0 kelvins, correspond à la température minimale à laquelle un corps pourrait théoriquement atteindre. Plus froid que les 0 kelvins est impossible.

Cependant, il existe quelques pays, notamment les États-Unis, où l'échelle Fahrenheit est encore utilisée dans la vie quotidienne. C'est une échelle de température historique dans laquelle le point de congélation de l'eau est à 32 ° F et la température d'ébullition de l'eau à 212 ° F.

L'unité de mesure de la température dans le Système international d'unités (SI) est le Kelvin. Le kelvin est donc l'unité utilisée par les scientifiques. C'est habituelle se trouver la référence degré Kelvin, qui s'utilisait ancientment.

Aux fins pratiques de mesure de la température dans les domaines scientifiques, le Système international d'unités (SI) définit une échelle et une unité de température thermodynamique basées sur le point triple de l'eau. Le point triple est celui dans lequel l’état solide, l’état liquide et l’état gazeux d’une substance coexistent en équilibre. Il est défini avec une température et une pression de vapeur. Le point triple de l'eau est un deuxième point de référence facilement reproductible.

Pour des raisons historiques, le triple point de l’eau a été fixé à 273,16 unités de la plage de mesure. Cet intervalle est appelé kelvin (en minuscule), représenté par le symbole K (en majuscule) en l'honneur du physicien écossais William Thomson (Lord Kelvin), qui a défini l'échelle pour la première fois.

Température et thermodynamique

Le transfert de chaleur est lié au changement de température s'il n'y a pas de changement de phase. Thermodynamique

Une des propriétés principales étudiées dans le domaine de la thermodynamique est la température. En thermodynamique, les différences de température entre différentes régions de la matière sont particulièrement importantes. Ces différences sont celles qui permettent le transfert de chaleur d'une région à une autre. La chaleur est que c'est le transfert d' énergie thermique.

Spontanément, la chaleur ne coule que des régions à température plus élevée dans les régions à température plus basse. Comme indiqué dans la deuxième loi de la thermodynamique dans la déclaration de Clausius. Donc, si la chaleur n'est pas transférée entre deux objets, c'est parce que les deux objets ont la même température.

Selon l’approche thermodynamique classique, la température d’un objet varie proportionnellement à la vitesse des particules qu’il contient. Elle ne dépend pas du nombre de particules (de la masse) mais de sa vitesse moyenne: plus la température est élevée, plus la vitesse moyenne est élevée. Par conséquent, la température est directement liée à l'énergie cinétique moyenne des particules qui se déplacent par rapport au centre de gravité de l'objet.

La température est une variable intensive, car elle est indépendante de la quantité de particules contenues dans un objet, qu’il s’agisse d’atomes, de molécules ou d’électrons. La température est une propriété qui ne dépend pas de la quantité de substance ou du type de matériau.

Température et énergie thermique

Les molécules de toutes les substances matérielles (solides, liquides et gaz) sont toujours dans un état de vibration ou d'agitation continu, en raison des multiples interactions qu'elles subissent dans le corps. En raison de cette agitation aléatoire, les atomes et les molécules de matière possèdent une certaine énergie interne, puisqu'ils ont une énergie cinétique sous forme de mouvement et également une énergie potentielle due aux forces exercées entre les particules.

L'énergie interne est également appelée énergie thermique des corps.

D'autre part, la température est la magnitude qui permet d'enregistrer la valeur moyenne de l' énergie thermique d'un corps.

Mesure de température

Pour déterminer la température d'un système, il doit être en équilibre thermodynamique. On peut considérer que la température ne varie avec la position que si, pour chaque point, une petite zone autour de celle-ci peut être traitée comme un système thermodynamique en équilibre. En thermodynamique statistique, on parle de degrés de liberté au lieu de particules.

En thermodynamique, un système est dit en état d'équilibre thermodynamique s'il est incapable de subir spontanément un changement d'état ou un processus thermodynamique lorsqu'il est soumis à certaines conditions limites.

Dans une approche plus fondamentale, la définition empirique de la température découle des conditions d'équilibre thermique, qui sont exprimées selon le principe zéro de la thermodynamique. Lorsque deux systèmes sont en équilibre thermique, ils ont la même température. L'extension de ce principe en tant que relation d'équivalence entre plusieurs systèmes justifie fondamentalement l'utilisation du thermomètre et établit les principes de sa construction pour mesurer la température. Bien que la loi zéro de la thermodynamique permette la définition empirique de nombreuses échelles de température, la seconde loi de la thermodynamique choisit une définition unique comme étant la plus préférée: la température absolue, appelée température thermodynamique.

Cette fonction correspond à la variation de l’énergie interne par rapport aux changements d’entropie d’un système. Son point naturel, intrinsèque ou zéro est le zéro absolu, où l’entropie de tout système est minimale. Bien que ce soit la température minimale absolue décrite par le modèle, la troisième loi de la thermodynamique postule que le zéro absolu ne peut être atteint par aucun système physique.

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Dernier examen: 9 novembre 2016

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