La température d'un système est une fonction croissante du degré d'agitation thermique des particules, c'est-à-dire de son énergie thermique. Elle est définit par l'équilibre de transfert de chaleur avec d'autres systèmes.
Par exemple, quand l'agitation (L’agitation est l'opération qui consiste à mélanger une phase ou plusieurs...) est faible, l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) est froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) au toucher (Le toucher, aussi appelé tact ou taction, est l'un des cinq sens de l'homme ou de l'animal,...). Cette sensation est due à un transfert de chaleur (Un transfert de chaleur qu'il convient d'appeler transfert thermique ou transfert par chaleur est...) des doigts vers l'objet. Elle se mesure au moyen d'un thermomètre (Un thermomètre est un appareil qui sert à mesurer et à afficher la valeur des...) et est étudiée par la thermométrie.
Le rapport entre la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) d'énergie thermique (L'énergie thermique est l'énergie cinétique d'un objet, qui est due à une agitation...) et la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) est appelée la chaleur massique (La chaleur massique (symbole c ou s), qu'il convient d'appeler capacité thermique massique[1] est...).
Les particules qui composent un système matériel (molécules ou atomes) ne sont jamais au repos. Elles sont en vibration permanente et possèdent donc une certaine énergie cinétique (L'énergie cinétique (aussi appelée dans les anciens écrits vis viva, ou force vive) est...). La température mesure indirectement par contact le degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines...) d'agitation microscopique des particules.
Par ailleurs, un espace vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) mais dans lequel de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...)[1] se propage contient lui aussi de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...). Dans de bonnes conditions[2], on peut associer une température à ce rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de...) qui mesure l'énergie moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) des particules qui le constituent. Un exemple important de rayonnement thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de...) est celui du corps noir (En physique, un corps noir désigne un objet idéal dont le spectre électromagnétique ne dépend...) dont un exemple spectaculaire observé dans la nature est le fond diffus cosmologique (Le fond diffus cosmologique est le nom donné au rayonnement électromagnétique issu...).
Lorsqu'on met deux corps en contact, ils échangent spontanément de l'énergie thermique : l'un des deux corps a des particules qui ont plus d'énergie cinétique (Le mot cinétique fait référence à la vitesse.), 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 (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...). Ces transferts d'énergie mènent spontanément à un état d'équilibre thermique où les deux corps en présence ont la même température.
La température ambiante est la température de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...), c'est-à-dire tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) sauf le système considéré.
Néanmoins, en pratique, dans les domaines de la physique et de la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...), il est courant de parler température ambiante pour une température courante, moyenne. Par exemple, on dit " l'eau est liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) à la température ambiante ". Mais cette dénomination n'est pas très formalisée et la valeur de la température ambiante est rarement précisée (le plus souvent évaluée de manière commune à 25°C).
Le fait est que tous corps en contact ayant des températures différentes échangent de l'énergie de manière à atteindre un état d'équilibre pour lequel les températures finales sont identiques. C'est l'équilibre thermique. Il suffit donc de connaître et de savoir quantifier parfaitement l'état thermique d'une classe de corps physique particulière pour étendre la définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la...) de température à tous les objets physiques. C'est ce qui est fait avec la notion de gaz parfait (Le gaz parfait est un modèle thermodynamique décrivant le comportement de tous les gaz...): pour un gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) parfait, la température (dans ce cas appelée cinétique) est proportionnelle à l'énergie cinétique moyenne des particules ou encore à l'énergie interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la...) du gaz.
On peut alors définir la température thermodynamique d'un corps comme étant celle qu'il acquiert lorsqu'il est en contact et en équilibre thermique avec un gaz parfait. C'est le principe de thermométrie.
De manière plus mathématique et formelle, la température thermodynamique est reliée à la notion d'entropie (En thermodynamique, l'entropie est une fonction d'état introduite en 1865 par Rudolf Clausius...). On peut ainsi définir pour un système thermodynamique soumis uniquement aux forces de pression :
L'unité légale de température dans le système international est le kelvin (Le kelvin (symbole K, du nom de Lord Kelvin) est l'unité SI de température...) 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 (Le degré Fahrenheit (℉, caractère Unicode U+2109) est une unité de mesure de...) et Rankine.
On peut établir des correspondances entre ces trois échelles:
Formules de conversion générales:
Celsiuskelvin Fahrenheit :
CelsiusRéaumur Rankine :
kelvindegré celsius:
kelvindegré fahrenheit:
degré celsiusdegré fahrenheit:
Commentaire | kelvin | Celsius | centigrade | Fahrenheit | Rankine | Delisle | Newton | Réaumur | Rømer |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Zéro absolu | 0 | −273,15 | −459,67 | 0 | 559,725 | −90,14 | −218,52 | −135,90 | |
Plus basse température enregistrée à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) (Vostok dans l'Antarctique - 21 juillet 1983) |
184 | −89 | −128,2 | 331,47 | 283,5 | −29,37 | −71,2 | −39,225 | |
Mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses...) eau/sel de Fahrenheit | 255,37 | −17,78 | 0 | 459,67 | 176,67 | −5,87 | −14,22 | −1,83 | |
Température de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état...) de l'eau (à la pression standard) | 273,15 | 0 | 0 | 32 | 491,67 | 150 | 0 | 0 | 7,5 |
Température moyenne à la surface de la Terre | 288 | 15 | 59 | 518,67 | 127,5 | 4,95 | 12 | 15,375 | |
Température moyenne du corps humain (Le corps humain est la structure physique d'une personne.) | 309,95 | 36,8 | 98,24 | 557,91 | 94,8 | 12,144 | 29,44 | 26,82 | |
Plus haute température enregistrée à la surface de la Terre (Al 'Aziziyah en Libye - 13 septembre 1922) |
331 | 58 | 136,4 | 596,07 | 63 | 19,14 | 46,4 | 37,95 | |
Température de vaporisation de l'eau (à la pression standard) | 373,125 | 99,975 | 100 | 212 | 671,67 | 0 | 33 | 80 | 60 |
Température de fusion du titane (Le titane est un élément chimique métallique de symbole Ti et de numéro...) | 1941 | 1668 | 3034 | 3494 | −2352 | 550 | 1334 | 883 | |
Température de la surface du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) | 5800 | 5526 | 9980 | 10440 | −8140 | 1823 | 4421 | 2909 |
Certains nombres de ce tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) ont été arrondis.
Dans le domaine de la météorologie (La météorologie a pour objet l'étude des phénomènes atmosphériques...), la température s'écrit T° et on parle de T° éolien, pour exprimer la température ressentie sous l'effet du vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface...), aussi connue sous température subjective, impression de chaud ou froid, ou encore température au vent, voir en détail le refroidissement éolien (Le refroidissement éolien, parfois aussi appelé facteur vent dans le langage populaire,...).
La température sèche correspond à la température classique donné par un thermomètre mais protégé de l'humidité (L'humidité est la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'air ou dans une substance...) et des radiations. Sur un diagramme (Un diagramme est une représentation visuelle simplifiée et structurée des concepts, des idées,...) de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) humide, la courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du...) de température constante est une droite verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le...).
On mesure la température humide avec un thermomètre sur lequel de l'eau s'évapore. On utilise généralement de la mousse mouillée que l'on ventile. La température humide est toujours inférieure à la température sèche ; elles sont d'autant plus égales que l'humidité relative (L'humidité relative de l'air (ou degré d'hygrométrie), couramment notée...) est proche de 100%.L'illustration pratique de ces mesures sont faites par exemple dans un psychromètre Pescara (Pescara est une ville de 120 000 habitants, au centre d'une zone métropolitaine de 400 000...)
En médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la...) on mesure la température corporelle.
Pour les corps (entité) composés de plusieurs phases (Ex : de l'air humide : liquide dans un gaz) on parle de gradient adiabatique (En thermodynamique, une transformation est dite adiabatique (du grec adiabatos, « qui ne peut...).