Fahrenheit - Définition

Introduction

°F vs °C

Le degré Fahrenheit (℉, caractère Unicode U+2109) est une unité de mesure de la température, qui doit son nom au physicien allemand Daniel Gabriel Fahrenheit, qui la proposa en 1724. Dans l'échelle de température de Fahrenheit, le point de solidification de l'eau est de 32 degrés, et son point d'ébullition est de 212 degrés. On en déduit qu'une différence d'un degré Fahrenheit équivaut à une différence de ⁵⁄₉ de kelvin ou de degré Celsius.

Fahrenheit décida de fixer le zéro de son échelle comme étant la plus basse température qu'il ait mesurée durant le rude hiver de 1708 à 1709 dans sa ville natale de Danzig. Plus tard, en laboratoire, il a atteint cette température lors de la solidification d'un mélange d'un volume égal de chlorure d'ammonium et d'eau. Il fixa la valeur à 96 degrés (96 valant 12 × 8) comme la température du sang (il utilisa un cheval pour ses premiers calibrages). Tout d'abord, son échelle n'avait que 12 divisions, mais plus tard, il subdivisa chaque division en 8 degrés égaux, d'où la valeur de 96 degrés pour le haut de son échelle. Il observa alors que l'eau gèle à 32 degrés et bout à 212 degrés. Il y a donc 180 degrés entre la solidification et l'ébullition de l'eau.

Ces mesures n'étaient pas totalement exactes car, dans son échelle originelle, les points de solidification et d'ébullition auraient été légèrement différents de 32 °F et 212 °F, respectivement. Quelques temps après sa mort, cette erreur fut découverte et il fut décidé de recalibrer l'échelle en prenant les valeurs 32 °F et 212 °F comme points de solidification et d'ébullition de l'eau pure. Il en résulte que la température d'un corps humain sain est de 98,96 °F plutôt que 96 °F.

Une légende prétend que le point 0 °F est la température la plus froide enregistrée en Angleterre et 100 °F la température la plus chaude (qui fut légèrement dépassée pendant la canicule européenne de 2003).

L'échelle de Fahrenheit était largement utilisée en Europe jusqu'à son remplacement par l'échelle de Celsius. Elle est toujours utilisée de nos jours aux États-Unis et dans certains pays anglophones.

Quelques équivalences

En voyage aux États-Unis, il n’est pas toujours aisé de suivre les bulletins météo pour une personne habituée aux températures en degrés Celsius.

Pour s’y retrouver, il suffit de prendre la température du jour en degrés Fahrenheit, à laquelle on soustrait 32 puis diviser le résultat par ⁹⁄₅ (1,8).

Exemple : pour 50 °F, on obtient : 50 − 32 = 18, puis ¹⁸⁄_1,8 = 10, donc 50 °F = 10 °C.

Dans cette unité et sous pression atmosphérique normale, l’eau pure gèle à 32 °F exactement et bout à 212 °F (valeur approchée, voir note ci-dessous).

Il existe aujourd'hui une très légère différence entre l'échelle de température en degrés Celsius et en degrés centigrades.

• Initialement l'échelle de Celsius divisait exactement en 100 unités la différence de température entre le point de gel et le point d'ébullition de l'eau. Cependant, suite à la normalisation du kelvin comme unité de mesure thermodynamique absolue et la fixation du point de gel de l'eau à 273,15 K exactement, et à la redéfinition de l'échelle de Celsius avec le même pas que l'échelle en kelvins, le point d'ébullition de l'eau a été mesuré dans la nouvelle échelle de Celsius avec une légère différence : l'eau bout ainsi à 99,975 °C (et non plus exactement à 100 °C comme auparavant), un écart d'un quarantième de degrés Celsius généralement considéré comme insignifiant pour l'usage météorologique (mais pas pour l'usage climatologique).
• Pour utiliser une échelle conservant les 100 unités exactes entre les deux points remarquables de l'eau, on parle de degrés centigrades, où l'eau bout à 100 °C exactement (historiquement, degrés Celsius et centigrades étaient équivalents, et c'est encore le cas dans l'usage courant si on omet cette légère différence).
• Les formules de conversion entre degrés Celsius et Fahrenheit ont été conservées (ce qui a donc conduit aussi à la redéfinition exacte de l'échelle de Fahrenheit, en référence avec l'échelle normalisée en kelvins ou en actuels degrés Celsius), afin qu'un écart de température de 9 °F corresponde encore exactement à un écart de 5 °C ou 5 K (et donc d'environ 4,99875 degrés centigrades).
• Le point d'ébullition de l'eau ne sert donc plus à définir aucune autre échelle que les degrés centigrades (hors du système international SI des unités de mesures normalisées), ce point ayant été remplacé par le point zéro de température absolue ; seul le point de gel reste utilisé pour établir l'échelle en degrés Celsius et sa correspondance exacte dans l'échelle de Fahrenheit.