Htykuut

Pour les articles homonymes, voir Température (homonymie).

Un exemple de thermomètre Celsius indiquant une température diurne hivernale de -17°C.

La température est une grandeur physique mesurée à l’aide d’un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du transfert thermique entre le corps humain et son environnement. En physique, elle se définit de plusieurs manières : comme fonction croissante du degré d’agitation thermique des particules (en théorie cinétique des gaz), par l’équilibre des transferts thermiques entre plusieurs systèmes ou à partir de l’entropie (en thermodynamique et en physique statistique). La température est une variable importante dans d’autres disciplines : météorologie et climatologie, médecine, et chimie.

L’échelle de température la plus répandue est le degré Celsius, dans laquelle la glace (formée d'eau) fond à 0 °C et l'eau bout à environ +100 °C dans les conditions standard de pression. Dans les pays utilisant le système impérial (anglo-saxon) d’unités, on emploie le degré Fahrenheit où la glace fond à +32 °F et l'eau bout à +212 °F. L’unité du Système international d'unités (SI), d’utilisation scientifique et définie à partir du zéro absolu, est le kelvin^[1] dont la graduation est presque identique à celle des degrés centigrades.

Introduction |

Origine physique |

L'agitation thermique des molécules d'un gaz donne un aperçu de leur température.

Les particules qui composent la matière (molécules ou atomes) ne sont jamais au repos. Elles sont en vibration permanente et possèdent donc une certaine énergie cinétique. La température est une mesure indirecte du degré d'agitation microscopique des particules.
Par ailleurs, un espace vide de matière mais dans lequel de la lumière se propage contient lui aussi de l'énergie. Dans de bonnes conditions^[2], on peut associer une température à ce rayonnement qui mesure l'énergie moyenne des particules qui le constituent. Un exemple important de rayonnement thermique est celui du corps noir dont un exemple est donné par les étoiles dont le rayonnement révèle la température des atomes qui sont à sa surface.

Lorsque deux corps entrent en contact, ils échangent spontanément de l'énergie thermique : l'un des deux corps a des particules qui ont plus d'énergie cinétique, 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. Ainsi, plus la différence d'énergie cinétique entre 2 particules est grande, plus elles échangent de l'énergie. De façon plus exacte, plus les corps d'un système ont des valeurs de vitesses éloignées de la vitesse moyenne du système considéré (grand écartype), plus la température du système sera grande.^{[réf. nécessaire]}

En physique on peut définir la température comme suit :

T=∫dv→.p(v→).(v→−U→)2{displaystyle T=int d{overrightarrow {v}}.p({overrightarrow {v}}).({overrightarrow {v}}-{overrightarrow {U}})^{2}}

où :

• T est la moyenne des carrés des écarts à la vitesse moyenne ;


• 
  p(v→,t){displaystyle p({overrightarrow {v}},t)} est la distribution des probabilités des vitesses, *v→{displaystyle {overrightarrow {v}}} la vitesse des particules ;


• 
  U→{displaystyle {overrightarrow {U}}} le champ de vitesse (la vitesse moyenne) ;


• et dv→{displaystyle d{overrightarrow {v}}} le volume infinitésimal au voisinage de v→{displaystyle {overrightarrow {v}}}.

[réf. nécessaire]

Ces transferts d'énergie mènent spontanément à un état d'équilibre thermique où les deux corps en présence ont la même température.

Vocabulaire |

Dans les domaines de la physique et de la chimie, il est courant de parler de température ordinaire pour une température courante, moyenne. Par exemple, on dit « l'eau est liquide à la température ordinaire ». Mais cette dénomination n'est pas très formalisée et la valeur de la température ordinaire est rarement précisée (le plus souvent évaluée de manière commune de 18 à 25 °C).

La température normale signifie en général le 0 de l'échelle courante : c'est le plus souvent 0 °C.

Quelques ordres de grandeur |

L'évaporation qui suit une averse typique d'une heure en été en Europe réduit la température de deux degrés environ.

Définition en thermodynamique |

En thermodynamique, la température est définie à partir de l'énergie totale d'un système (appelée dans ce contexte énergie interne) et du nombre d'états que celui-ci peut posséder pour une valeur fixée de cette énergie, qui est donnée par la notion d'entropie. On parle alors de température thermodynamique, qui se mesure en kelvins et dont le minimum est le zéro absolu, inaccessible en pratique du fait de propriétés quantiques. 450 pK (soit 0,45 nK ou 0,000 000 000 45 K), c'est-à-dire −273,149 999 999 55 °C, est le record atteint en 2003^[3] au laboratoire de recherches du Massachusetts Institute of Technology (MIT) par une équipe codirigée par le prix Nobel de physique Wolfgang Ketterle.

Dans certaines expériences de physique, le calcul de la température au moyen de sa définition thermodynamique peut exceptionnellement aboutir à des valeurs négatives. Ces valeurs négatives sont extrêmement faibles (de l'ordre de quelques picokelvins à quelques nanokelvins). Elles apparaissent dans la mesure de certains systèmes quantiques très particuliers dont l'entropie, après avoir atteint un maximum, se met à diminuer à mesure qu'on leur ajoute encore de l'énergie^[4],[5]. Le signe moins n'apparaît donc que parce que le sens de la variation utilisée dans la formule a fini par s'inverser. Les échantillons pour lesquels on mesure de telles températures absolues négatives ne sont pas « plus froids » que le zéro absolu puisqu'ils fourniraient de la chaleur à tout autre système qui viendrait à leur contact. Les températures absolues négatives ne signifient pas non plus que la température est passée à un moment quelconque par le zéro absolu, « ce dernier restant impossible à atteindre »^[6].

Mesure de la température : la thermométrie |

Histoire de la thermométrie |

Échelles |

L'unité légale de température dans le Système international est le kelvin 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 et Rankine.

Le kelvin 

il est défini à partir du point triple de l'eau : un kelvin est égal à ¹⁄_273,16 fois la température du point triple de l'eau^[7]. Le zéro absolu, correspondrait à la limite à une absence totale d'agitation microscopique et à une température de −273,15 °C ; mais on ne peut jamais l'atteindre (penser que l'entité physique est plutôt 1/T, et on ne peut jamais atteindre l'infini). Cette unité permet de définir une échelle absolue des températures.

Le degré Celsius 

c'est le kelvin auquel on retire 273,15 K^[7]. Son unité est le °C. Elle est une simple translation de l'échelle absolue (voir ci-après). La température du point triple de l'eau y a donc pour valeur 0,01 °C.

Les échelles centigrades 

l'échelle de mesure est telle que 0 et 100 sont fixés. Elle est appelée centigrade car les deux points de référence sont distants de 100°. Entre les deux, c'est la dilatation du mercure qui définit l'échelle.

Par exemple dans l'échelle centigrade, le zéro correspond à la température de la glace fondante et 100 degrés centigrades correspond à la température d'ébullition de l'eau sous une pression de 1 atmosphère.

L'échelle Fahrenheit 

son symbole est °F. Elle attribue une plage de 180 °F entre la température de solidification de l'eau et sa température d'ébullition. On la déduit de l'échelle Celsius par une fonction affine (voir ci-après). Elle fixe le point de solidification de l'eau à +32 °F et le point d'ébullition à +212 °F.

L'échelle Rankine 

c'est une simple homothétie de l'échelle absolue avec un facteur 9/5 (voir ci-après).

Conversion |

Le tableau ci-dessous résume les formules permettant de convertir une température entre les différentes échelles.

	À partir de :	Kelvin	Celsius	Fahrenheit	Rankine	Réaumur
	TKelvin= {displaystyle T_{mathrm {Kelvin} }=~}	TK {displaystyle T_{mathrm {K} }~}	TC+273,15 {displaystyle T_{mathrm {C} }+273,15~}	59(TF+459,67){displaystyle {tfrac {5}{9}},(T_{mathrm {F} }+459,67)}	59TRa{displaystyle {tfrac {5}{9}},T_{mathrm {Ra} }}	54TRe+273,15 {displaystyle {tfrac {5}{4}},T_{mathrm {Re} }+273,15~}
	TCelsius= {displaystyle T_{mathrm {Celsius} }=~}	TK−273,15 {displaystyle T_{mathrm {K} }-273,15~}	TC {displaystyle T_{mathrm {C} }~}	59(TF−32){displaystyle {tfrac {5}{9}},(T_{mathrm {F} }-32)}.	59(TRa−491,67){displaystyle {tfrac {5}{9}},(T_{mathrm {Ra} }-491,67)}	54TRe{displaystyle {tfrac {5}{4}},T_{mathrm {Re} }}
	TFahrenheit= {displaystyle T_{mathrm {Fahrenheit} }=~}	95TK−459,67{displaystyle {tfrac {9}{5}},T_{mathrm {K} }-459,67}	95TC+32{displaystyle {tfrac {9}{5}},T_{mathrm {C} }+32}	TF {displaystyle T_{mathrm {F} }~}	TRa−459,67 {displaystyle T_{mathrm {Ra} }-459,67~}	94TRe+32{displaystyle {tfrac {9}{4}},T_{mathrm {Re} }+32}
	TRankine= {displaystyle T_{mathrm {Rankine} }=~}	95TK{displaystyle {tfrac {9}{5}},T_{mathrm {K} }}	95TC+491,67{displaystyle {tfrac {9}{5}},T_{mathrm {C} }+491,67}	TF+459,67 {displaystyle T_{mathrm {F} }+459,67~}	TRa {displaystyle T_{mathrm {Ra} }~}	94TRe+491,67{displaystyle {tfrac {9}{4}},T_{mathrm {Re} }+491,67}
	TReaumur= {displaystyle T_{mathrm {Reaumur} }=~}	45(TK−273,15){displaystyle {tfrac {4}{5}},(T_{mathrm {K} }-273,15)}	45TC{displaystyle {tfrac {4}{5}},T_{mathrm {C} }}	49(TF−32){displaystyle {tfrac {4}{9}},(T_{mathrm {F} }-32)}	49(TRa−491,67){displaystyle {tfrac {4}{9}},(T_{mathrm {Ra} }-491,67)}	TRe {displaystyle T_{mathrm {Re} }~}

Comparaison des échelles de température |

Techniques de mesure |

Contrôle |

• Thermostat


• Climatisation


• 
  Réfrigération, Réfrigérateur, Froid industriel, Production du froid
  


• 
  Bain thermostaté, Étuve de laboratoire, Four, etc.
  


• 
  Cryogénie, Cryostat
  

En météorologie |

Dans le domaine de la météorologie, la température de l'atmosphère s'écrit souvent T°. À proximité du sol, elle est prise sous abri à 2 mètres du sol.
On parle de température éolienne, pour exprimer la température ressentie sous l'effet du vent, aussi connue sous température subjective, impression de chaud ou froid, ou encore température au vent (pour plus de détails, voir Refroidissement éolien).

La température sèche correspond à la température classique donnée par un thermomètre protégé de l'humidité et des radiations. Sur un diagramme de l'air humide, la courbe de température constante est une droite verticale.

On mesure la température humide, ou température du thermomètre mouillé, 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 est proche de 100 %. L'instrument utilisé pour mesurer simultanément températures sèche et humide est le psychromètre.

Voir aussi :

• Amplitude thermique


• Records de température sur Terre


• Point de rosée


• Point de givrage

En biologie et médecine |

• Animaux homéothermes, poïkilothermes
  


• Température corporelle

En ce qui concerne la qualité de l'air intérieur et la santé des individus, une température bien réglée est fondamentale. En effet, trop élevée, elle favorise le développement d'acariens et de moisissures^[10]. Bien réglée, elle permet de faire des économies énergétiques et indirectement financières non négligeables^[11]

En physique |

Il existe de nombreuses définitions de la température dès que l'objet considéré n'est pas à l'équilibre thermique. On repère par des noms caractéristiques diverses températures signalant un changement brutal de propriétés d'un corps. Voir Température (homonymie)  pour plus de détails.

Aspects sociopsychologiques |

Selon la culture, la chaleur de l'environnement, d'un habitat, de vêtements, d'objets ou de la nourriture évoque différentes choses et favorise différents comportements sociaux. Les mots « chaleureux » ou « froid » ou des expressions telles que « à mains froides cœur chaud » montrent l'importance sous-jacente de la chaleur dans les interactions humaines.

Des expériences ont montré qu'un sujet tenant une tasse de café chaud tend à trouver les autres plus chaleureux et attentionnés que s'il tient un café glacé. Il offrira plus volontiers un cadeau à son entourage après avoir tenu un café chaud, alors qu'il tendra à s'occuper de lui après avoir tenu un café glacé^[12].

Notes et références |

Voir aussi |

Articles connexes |

v · m Données et variables météorologiques
Données de mesure	.mw-parser-output .sep-liste{font-weight:bold} Albédo · Eau précipitable · Contenu en eau liquide · Foudre · Isotherme zéro degré (Niveau de congélation) · Nébulosité · Point de rosée · Point de givrage · Précipitations · Pression atmosphérique · Réflectivité radar (en dBZ) · Température · Température de surface de la mer · Température du thermomètre mouillé · Vent · Visibilité (Profondeur optique)
Variables	EIC · EPCD · Dépression du point de rosée · Fréquence de Brunt-Väisälä · Gradient thermique adiabatique · Hélicité · Humidité relative · Humidité absolue · Humidité absolue de saturation · Instabilité latente · Instabilité potentielle · Longueur de Monin-Obukhov · Niveau de condensation · Niveau de condensation par ascension · Niveau de condensation par convection · Niveau de convection libre · Niveau d'équilibre convectif · Pression de vapeur saturante de l'eau · Rapport de mélange · Refroidissement éolien · Température équivalente · Température potentielle · Température pseudo-potentielle du thermomètre mouillé · Theta-e · Température virtuelle · Tourbillon · Vitesse convective · Vitesse de frottement
Concepts	Convection atmosphérique · Hygrométrie · Évapotranspiration · Effet Bergeron
Indices	Cote air santé · Degré jour de croissance · Degré jour unifié · Indice WBGT · Indice de George (K) · Indice humidex · Indice de chaleur (Heat Index) · Indice d'aridité · Refroidissement éolien · Indice forêt météo · Indice de Haines · Indice UV · Indice de soulèvement · Indice de stabilité de Showalter · Indice universel du climat thermique
Diagrammes	Carte météorologique · Diagramme climatique · Diagramme de Stüve · Émagramme · Hodographe · Hyétogramme · Météorogramme/Météogramme · Skew-T ou Émagramme à 45 degrés · Téphigramme
Glossaire de la météorologie

v · m Temps (météorologie)
Précipitations	Averse · Bruine · Bruine verglaçante · Giboulée · Grêle · Grésil · Neige (mouillée · en grains · roulée) · Pluie (torrentielle · verglaçante) · Poudrin de glace
Phénomènes atmosphériques violents étendus	Blizzard · Bourrasque de neige · Cyclone (tropical · extratropical · subtropical) · Foudre · Onde de tempête · Orage (de neige · unicellulaire · multicellulaire · supercellulaire) · Rafale descendante · Tornade  · Trombe marine · Tempête (de neige · de sable · de feu)
Autres phénomènes météorologiques	Arc-en-ciel · Canicule · Ensoleillement · Gelée blanche · Givre · Nuage · Pollution de l'air · Poudrerie · Pression atmosphérique · Rosée · Température · Vague de froid · Vent
Prévision	Alerte · Alerte cyclonique · Avis de coup de vent · Avis de tempête · Avis d'ouragan · Carte · Vigilance
Climats	Climatologie · Microclimat · Records climatiques · Records de température
Saisons	Automne · Été · Hiver · Mousson · Printemps · Saison humide · Saison sèche
Types de météorologies	Aéronautique · Agricole · Espace · Europe · Forestière · Maritime · Militaire · Télévision · Tropicale
Glossaire de la météorologie

v · m Échelles thermométriques
Celsius Centigrade Delisle Fahrenheit Kelvin (Système international d'unités) Leyden Newton Planck Rankine Réaumur Rømer
Conversion

• Portail de la physique
• Portail de la chimie
• Portail de la météorologie
• Portail de l’énergie