Quelles sont les échelles thermométriques?

Le échelles thermométriques sont ceux qui sont utilisés pour indiquer la température en fonction de certains points de référence. La température est mesurée à l'aide d'instruments basés sur l'une ou l'autre propriété de la substance qui varie avec la température. Ces instruments sont calibrés selon l'échelle de température généralement acceptée.

Lors de la conception d'une échelle de température particulière, des difficultés surviennent du fait que les propriétés de chaque substance varient dans la même plage de température d'une manière différente.

La conception de nombreux thermomètres, par exemple, repose sur le phénomène de dilatation des liquides avec augmentation de la température. Ceux de ce type comprennent les thermomètres à liquide (mercure ou alcool), dans lesquels la longueur de la colonne liquide augmente avec une augmentation de la température.

Le coefficient de dilatation thermique du même liquide varie à différentes températures, ce qui rend difficile l’établissement d’une échelle de température.

Point d'inflexion des échelles thermométriques: Celsius

En 1742, l'astronome suédois Anders Celsius a suggéré de régler la température de 0 ° C au point de fusion de glace et de 100 ° C au point d'ébullition de l'eau, en divisant ainsi la distance entre les deux points à des intervalles égaux cent.

Cependant, si la colonne de mercure, qui remplit la distance entre les repères du point de fusion de la glace et de l'eau bouillante est divisée en 100 intervalles égaux et en tenant compte de la dépendance du coefficient de dilatation du mercure sur la température, il arrive que la même augmentation de la longueur de la colonne de mercure correspondra à différentes augmentations de température.

En résumé, la valeur d'une division d'une échelle de température uniforme basée sur différents liquides thermométriques sera différente.

Si, par exemple, un thermomètre est rempli d'eau lorsque le thermomètre est chauffé à partir du point de fusion de la glace un étrange phénomène est observé: au lieu de la hausse avec une augmentation de la température, la colonne d'eau tombe en dessous du niveau 0 , correspondant au point de fusion de la glace.

La raison en est qu'à la pression atmosphérique, la densité de l'eau est supérieure à une température de 3,98 ° C. Par conséquent, lorsque chauffé entre 0 et 3,98 ° C, le volume d'eau qui remplit le thermomètre diminue.

Dans le passé, des échelles de température basées sur différentes substances thermométriques ont été établies, mais il a été découvert plus tard que le gaz était l’une des substances thermométriques les plus appropriées.

Histoire du thermomètre

L'idée de mesurer la température est assez nouvelle. Il y avait plusieurs inventeurs travaillant autour des thermomètres autour de 1593, mais le plus connu était Galilée, l'inventeur italien qui a également amélioré le télescope.

Un thermomètre peut montrer des différences de température, permettant aux observateurs de savoir si quelque chose devient plus chaud ou plus froid. Cependant, le thermomètre ne pouvait pas fournir une température exacte en degrés.

En 1612, l'inventeur italien Santorio Santorio a ajouté une échelle numérique dans son thermoscope, qu'il utilisait pour prendre la température humaine.

Ferdinand II, le grand-duc de Toscane, inventa en 1654 le premier thermomètre fermé, utilisant de l'alcool comme liquide. Mais il manquait toujours une échelle standardisée, et de plus, elle n'était pas très précise.

En même temps, le physicien allemand Daniel Gabriel Fahrenheit a rencontré Olaus Roemer, un astronome danois qui a développé un vin à base d'alcool thermomètre. Il a marqué deux points sur son thermomètre: 60 pour marquer la température de l'eau bouillante et 7,5 comme point de fusion de la glace.

En 1714, Fahrenheit affine l’invention de Roemer et met au point le premier thermomètre moderne: le thermomètre à mercure avec des mesures plus raffinées. Le mercure se dilate ou se contracte à mesure que la température augmente ou diminue.

Fahrenheit avait inventé un thermomètre à alcool en 1709, avant de connaître son homologue du mercure, qui s'est avéré plus précis.

Différentes échelles thermométriques

Au fil des siècles, d'innombrables échelles thermométriques ont été conçues pour la mesure quantitative des températures. Beaucoup de ces échelles ont été abandonnées il y a longtemps. Les plus répandus sont décrits ci-dessous.

Échelle de thermomètre Celsius (centigrade)

Appelé ainsi par le scientifique suédois Anders Celsius (1701-1744), cette échelle est devenue une norme internationale. L'échelle est « centésimale », à savoir est divisé en 100 parties égales, chacune d'entre elles est appelée « degré Celsius » ou « degré Celsius », dont le symbole est ° C La valeur 0 est classiquement attribuée à la température de fusion de la glace et à la valeur 100 à la température de l'eau bouillante.

Échelle thermométrique Fahrenheit

Cette échelle doit son nom au scientifique Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736). Il est maintenant utilisé principalement aux États-Unis et au Royaume-Uni (mais pas officiellement). L'échelle est divisée en 180 parties égales, chacune appelée le degré Fahrenheit, dont le symbole est ºF.La valeur 32 est affectée à la température de la glace et à la valeur 212 à la température de l'eau bouillante, à la fois à la pression atmosphérique du niveau de la mer.

Thermomètre Réaumur

Cette échelle a été inventée par le scientifique français René-Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757). Il est divisé en 80 parties égales, chacune appelée grade Réaumur, dont le symbole est º R. La valeur 0 est attribuée à la température de fusion de la glace et la valeur 80 à la température de l'eau bouillante, toutes deux à la pression atmosphérique du mer

Echelle thermométrique absolue (Kelvin)

Développé par le scientifique britannique Lord Kelvin (1824-1907), un pionnier de la thermodynamique, cette échelle utilise des degrés Kelvin. Le zéro degré Kelvin, également appelé "zéro absolu", représente la température la plus basse possible selon la théorie thermodynamique. Il est égal à -273,16 degrés centigrades.

Les unités de l'échelle Kelvin ont la même taille que celles de l'échelle Celsius, sauf que l'échelle Kelvin définit la température la plus basse sur 0.

Références

1. Kim Ann Zimmermann. Température: faits, histoire et définition. (Septembre 2013). livescience.com
2. Mesure de température: Introduction à la mesure de la température (s.f.) omega.com.
3. Echelle de température absolue (août 2008). Encyclopædia Britannica. britannica.com
4. La température et sa mesure (s.f.) nextgurukul.in.