Kelvin

En bref: L'origine de la température peut être expliquée par l'agitation microscopique des molécules et des atomes. Le kelvin (K) est l'unité du système international (SI) pour la température. L'échelle des degrés Celsius (°C) et des kelvins est la même, sauf que le 0 K est le zéro absolu (-273,15°C). Les deux échelles sont donc décalées de 273,15 unités. On a donc [math]\displaystyle{ T_{K} = T_{C} + 273,15 }[/math].

Degré Celsius et Kelvin

Historiquement, l'échelle de mesure de la température était défini ainsi:

Le point de congélation de l'eau correspond à une température de 0°C (degrés Celsius),
Le point d'ébullition de l'eau correspond à une température de 100°C.

Ces points sont définis sous la pression atmosphérique, qui vaut environ 1bar soit [math]\displaystyle{ 10^{{5}} }[/math]Pa. En effet, l'état de la matière dépend de la température mais aussi de la pression.

Cette échelle correspond à l'échelle centigrade, qui est donc une échelle relative.

En 1848, Lord Kelvin propose une nouvelle échelle de température, absolue cette fois: le zéro absolu correspond à la température où il n'y a plus aucune agitation thermique des molécules. Il s'agit donc de la température la plus basse qui puisse exister dans l'univers. Le zéro absolu correspond à une température de 0K. Dans cette échelle, le point de référence est le point triple de l'eau: il s'agit des conditions dans lesquelles les trois états solide, liquide et gaz de l'eau coexistent. La température du point triple de l'eau est fixée à 273,16K.

L'échelle Celsius a donc été redéfinie ainsi: [math]\displaystyle{ T_{K} = T_{C} + 273,15 }[/math] avec [math]\displaystyle{ T_{K} }[/math] la température en Kelvin et [math]\displaystyle{ T_{C} }[/math] la température en degrés Celsius. Une variation de 1°C correspond donc à une variation de 1K.

Dans la vie courante, nous utilisons principalement les degrés Celsius. Mais l'unité du système international pour la température est le Kelvin.

Comment mesurer la température?

Le thermoscope

Dilatation des corps

Thermomètres électroniques

Pour aller plus loin

Fonctionnement du thermoscope de Galilée, Museo Galileo (1min20)

Bibliographie/Webographie

BIPM: Unité de température thermodynamique (kelvin) [en ligne]. Brochure sur le SI : Le Système international d'unités [8e édition, 2006 ; mise à jour en 2014]. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://www.bipm.org/fr/publications/si-brochure/kelvin.htm>

Météo France: La mesure de la température. [en ligne]. Version 1.0 - décembre 2008. [consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: <http://files.meteofrance.com/files/education/temperature.pdf>