Comment Passer De Kelvin A Celsius

Un article de Wikipédia, 50'encyclopédie libre.

Informations
kelvin
Thermomètre Celsius/Kelvin.
Système	Système international (unité de base)
Unité de…	Température thermodynamique
Symbole	K
Éponyme	William Thomson, Lord Kelvin
modifier

Le kelvin (du nom de William Thomson, dit Lord Kelvin)^{[Note 1]}, de symbole K^{[Note 1]}, est l'unité de base SI de température thermodynamique.

Jusqu'au 20 mai 2019, le kelvin était défini comme la fraction ane/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l'eau (H_twoO ), une variation de température d'1K étant équivalente à une variation d'ane °C ^[ane]. La nouvelle définition a cascade objectif de respecter cette valeur, mais en l'ancrant sur une valeur fixée de la constante de Boltzmann.

À la différence du degré Celsius, le kelvin est une mesure absolue de la température qui a été introduite grâce au troisième principe de la thermodynamique. La température de 0Chiliad est égale à −273,15 °C et correspond au zéro absolu (le bespeak triple de l'eau est donc à la température 0,01 °C).

Le kelvin, n'étant pas une mesure relative, due north'est jamais précédé du mot « degré » ni du symbole « ° », contrairement aux degrés Celsius ou Fahrenheit.

Échelle kelvin des températures [modifier | modifier le code]

Fifty'échelle des températures Celsius est, par définition, la température absolue décalée en origine de 273,15K :

T_{\mathrm {K} }=T_{\mathrm {C} }+273{,}15\

avec :

On en déduit que :

le zéro absolu est situé à −273,15 °C ;
les températures en kelvins ne sont jamais négatives^{[Notation 2]} ;
les intervalles de l'échelle du degré Celsius sont identiques à ceux du kelvin.

L'inverse de la température est united nations paramètre qui intervient souvent dans les formules. Les physiciens utilisent parfois le paramètre β tel que :

\beta ={\frac {1}{k_{B}T}}\

avec

T

en kelvins et où

k_{B}\

est la constante de Boltzmann.

Conversion vers les autres unités [modifier | modifier le lawmaking]

En pratique :

kelvins en degrés Celsius : °C = K − 273,15
degrés Celsius en kelvins : K = °C + 273,15
kelvins en degrés Fahrenheit : °F = K × ane,8 − 459,67
degrés Fahrenheit en kelvins : K = (°F + 459,67) / i,eight

Ainsi, 0 °C = 273,xv M, 1 °C = 274,fifteen K,etc.

Structure de fifty'unité kelvin et conséquences [modifier | modifier le code]

De 1954 à 2019, fifty'unité de température du Système international et ses unités dérivées, déterminées par une convention internationale, sont fondées sur la température thermodynamique du point triple de l'eau, T ^H₂O
_T = 273,xviGrand :

kelvin (K) :
- origine : 0K = zéro absolu,
- valeur : $T H ii O T / 273,xvi$ (fraction $1 / 273,16$ de la température thermodynamique du point triple de l'eau) ;
degré Celsius (°C) :
- valeur : identique au kelvin (c'est-à-dire qu'une différence de températures a la même valeur en degrés Celsius et en kelvins),
- origine : 0°C = 273,15Thousand. Le point triple de 50'eau est donc à 0,01 °C exactement. Le point de fusion de la glace à pression atmosphérique est à 0 °C, approximativement.

La fraction ¹⁄_273,16 est donc due au choix du indicate triple de l'eau comme point de référence et à la volonté de définir une unité de température qui permette de retrouver les intervalles de températures usuels associés aux anciennes échelles de température. Bien que la définition officielle actuelle du degré Celsius repose sur celle du kelvin, ce dernier a été établi postérieurement.

Historiquement, les points de référence choisis cascade construire les échelles de température étaient la température de congélation de l'eau, qui définit le zéro, et la température d'ébullition, fixée à 100. Ces deux points définissaient ainsi une échelle centigrade dont le pas est united nations centième de la différence de température entre ces deux points. Cette échelle de température a longtemps été confondue avec l'échelle Celsius.

La notion de température thermodynamique, et implicitement celle de température absolue, introduit la notion de zéro absolu, rendant inutile la référence à deux points. Un seul betoken fixe de référence suffit. Le signal triple de 50'eau, c'est-à-dire les conditions dans lesquelles coexistent les trois états (liquide, solide et gazeux) de l'eau, est united nations signal de température et de pression invariantes (variance nulle). Il constitue donc un point fixe fondamental de référence^[1], plus stable que ne 50'est la température de congélation, par exemple, qui dépend de nombreux paramètres et qui peut descendre à −38 °C cascade de fifty'eau pure en surfusion^[2] ^, ^[three].

Une fois ce point de référence adopté, il reste à définir l'intervalle d'united nations kelvin qui est fixé comme suit : Le kelvin est la fraction ^ane⁄_273,sixteen de la température thermodynamique du point triple de fifty'eau.

Celui-ci devient en retour la référence de la définition du degré Celsius. À la suite de cette réforme, ce dernier est réduit au statut d'unité dérivée du Système international : l'unité de température Celsius est égale par définition à 50'unité de température kelvin, tout intervalle de température ayant la même valeur numérique dans les deux unités^[1].

En revanche, du fait de ce choix d'unité, la température d'ébullition de l'eau à la pression atmosphérique normale northward'est plus fixée à 100 °C mais à 99,983 9 °C. Néanmoins, ce choix menant à un écart très faible avec la valeur 100, il permet de maintenir les définitions courantes des points de congélation et d'ébullition de l'eau sous pression atmosphérique : environ 0 °C et environ 100 °C.

En toute rigueur, seule l'échelle centigrade, obsolète, attribue encore la valeur exacte 100 à la température de ce point d'ébullition.

En 2005, la définition a été raffinée^[4] en spécifiant la composition isotopique de l'eau dont le point triple est utilisé :

0,000 155 76 mole de ²H par mole de ⁱH ;
0,000 379 9 mole de ¹⁷O par mole de ¹⁶O ;
0,002 005 ii mole de ^eighteenO par mole de ¹⁶O.

Cette composition est celle du matériau de référence de l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA), connu sous le nom de « Eau océanique moyenne normalisée de Vienne » (VSMOW, de l'anglais Vienna Standard Mean Bounding main Water), tel que recommandé par fifty'Wedlock internationale de chimie pure et appliquée (UICPA)^[v].

En 2018, il est décidé de redéfinir les unités du système international.

À partir du 20 mai 2019, à la suite des travaux du Comité international des poids et mesures, la définition du kelvin change fondamentalement^[six]. Au lieu de se fonder sur les changements d'état de fifty'eau cascade définir 50'échelle, la nouvelle définition se fonde sur l'énergie équivalente comme donnée par l'équation de Boltzmann.

Nouvelle définition: La valeur du kelvin, Grand, est définie en fixant la valeur numérique de la constante de Boltzmann à exactement 1,380 649 × x⁻²³J K⁻¹ (ou s^−two chiliad² kg Chiliad⁻¹ )^[7] ^, ^[8].

Le kelvin est ainsi le changement de température thermodynamique résultant d'un changement de fifty'énergie thermique $kT$ de $1,380\,649\times 10^{-23}\mathrm {J}$ , ou de ${\frac {ane,380\,649\times ten^{-23}}{6,626\,070\,fifteen\times x^{-34}}}$ unités d'action $h$ par seconde^[ix].

Multiples [modifier | modifier le lawmaking]

Multiples et sous-multiples du kelvin
x^N	Unité avec préfixe	Symbole	Nombre^{[Notation iii]}
10²⁴	yottakelvin	YK	Quadrillion
10²¹	zettakelvin	ZK	Trilliard
x¹⁸	exakelvin	EK	Trillion
x¹⁵	pétakelvin	PK	Billiard
10¹²	térakelvin	TK	Billion
10⁹	gigakelvin	GK	Milliard
ten^six	mégakelvin	MK	One thousand thousand
10^three	kilokelvin	kK	Mille
10²	hectokelvin	hK	Cent
10¹	décakelvin	daK	Dix
10⁰	kelvin	G	Un
x⁻¹	décikelvin	dK	Dixième
10⁻²	centikelvin	cK	Centième
ten⁻³	millikelvin	mK	Millième
10^-6	microkelvin	μK	Millionième
10^-9	nanokelvin	nK	Milliardième
x^-12	picokelvin	pK	Billionième
10^-fifteen	femtokelvin	fK	Billiardième
10^-18	attokelvin	aK	Trillionième
10^-21	zeptokelvin	zK	Trilliardième
10^-24	yoctokelvin	yK	Quadrillionième

Autres échelles de température [modifier | modifier le code]

Différentes échelles sont utilisées cascade mesurer la température : l'échelle Newton (établie vers 1700), Rømer (1701), Fahrenheit (1724), Réaumur (1731), Delisle (1738), centigrade (de Celsius) (1742), Rankine (1859), kelvin (1848), Leyden (ca. 1894 ?), Celsius (1948).

Comparaison des échelles de température^[a]
Température	kelvin^[b]	Celsius	centigrade (historique)	Fahrenheit originelle	Fahrenheit historique	Fahrenheit moderne (actuelle)	Rankine	Delisle	Newton	Réaumur	Rømer
Zéro absolu.	0	−273,15	−273,197			−459,67	0	559,725	−90,14	−218,52	−135,90
Plus basse température naturelle relevée par télédétection à la surface de la Terre (pas in situ)^[c].	180,0	−93,2				−135,eight	323,9	289,eight	−30,8	−74,6	−41,4
Mélange eau/sel de Fahrenheit.				0
Origine de fifty'échelle Celsius moderne.	273,15	0				32	491,67	150	0	0	7,5
Température de fusion de l'eau (à la pression standard)^[d].	273,150 089(10)	0,000 089(10)	0	32	32	32,000 160(18)	491,670 160(eighteen)	≈ 150	≈ 0	≈ 0	≈ 7,five
Température du point triple de l'eau.	273,1600(1)	0,0100(1)				32,0180(18)
Température moyenne à la surface de la Terre.	288	xv				59	518,67	127,five	4,95	12	15,375
Température moyenne du corps humain.	309,95	36,eight				98,24	557,91	94,8	12,144	29,44	26,82
Plus haute température naturelle enregistrée à la surface de la Terre^[eastward].	329,8	56,7				134	593,67	67,5	eighteen,vii	45,iii	33,94
Température de vaporisation de 50'eau (à la pression standard).	373,133 ix	99,983 9	100	≈ 212	212	211,971	671,641	0	33	80	lx
Température de fusion du titane.	one 941	1 668				3 034	iii 494	−2 352	550	1 334	883
Température estimée de la surface du Soleil.	5 800	5 526				9 980	10 440	−viii 140	1 823	four 421	2 909
↑ Certains nombres de ce tableau ont été arrondis. Les valeurs en gras sont celles qui, par définition des différentes échelles, sont exactes (c'est-à-dire qui ont un nombre infini de chiffres significatifs). ↑ On écrit « kelvin » avec un k minuscule car c'est une unité du Système international, même si elle porte le nom de Lord Kelvin. En revanche, le symbole est united nations 1000 majuscule. ↑ Enregistrée par satellite en Antarctique le 10 août 2010 ^[ten]. ↑ Les échelles de température modernes étant définies par le signal triple de 50'eau fixé à 0,01°C, il en résulte que la température de fusion de l'eau mesurée précisément est de 0,000 089(10) °C. ↑ Enregistrée à Furnace Creek aux États-Unis le 10 juillet 1913^[eleven].

Notes et références [modifier | modifier le code]

Notes [modifier | modifier le lawmaking]

↑ ^{a et b} Par convention, les noms d'unité sont des noms communs et due south'écrivent en minuscule (« kelvin » et non « Kelvin »). En revanche, le symbole du kelvin s'écrit avec une majuscule, selon la norme SI concernant le symbole des unités dont le nom provient d'un nom propre de personne. La lettre thousand minuscule est par ailleurs l'initiale du symbole SI des unités multiples en « kilo- » : km, kg,etc. ; en particulier, le symbole du kilokelvin est kK.
↑ Il existe cependant des cas très particuliers où on parle de températures négatives en Grand, par exemple, cascade des systèmes avec une inversion de population. Cette température négative (T < 0 Chiliad) ne correspond cependant pas à la notion habituelle de chaud et de froid. Ici, T est la dérivée $T=\left({\frac {\fractional U}{\partial Southward}}\correct)\!$
↑ L'échelle longue utilisée ici est la référence dans les pays francophones, notamment en France, au Canada, ainsi que généralement en Europe (sauf en Grande-Bretagne). L'[échelle courte est utilisée avant tout par les États-Unis d'Amérique, le Brésil, la Grande-Bretagne et les autres pays de langue anglaise, à l'exception du Canada.

Références [modifier | modifier le code]

↑ ^{a b et c} Unité de température thermodynamique (kelvin), Agency international des poids et mesures.
↑ (en) « Heterogeneous water ice nucleation on atmospheric aerosols: a review of results from laboratory experiments », sur atmos-chem-phys.net (consulté le 8 mai 2017).
↑ (en) Thomas Peter, Athanasios Tsias, Beiping Luo et Thomas Koop, «H2o activity as the determinant for homogeneous water ice nucleation in aqueous solutions », Nature , vol. 406, northward^o 6796,‎ août 2000, p. 611–614 (ISSN1476-4687, DOIx.1038/35020537, lire en ligne, consulté le half-dozen septembre 2019) .
↑ CIPM PV 94, recommandation 2 CI-2005, Bureau international des poids et mesures [PDF]
↑ (en)J. R. de Laeter, J. G. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman, et P. D. P. Taylor (2003), Atomic Weights of the Elements: Review 2000 (IUPAC Technical Report), Pure and Applied Chemistry, Vol. 75, No. 6, p. 683–800
↑ Mathieu Grousson, «Mesures : le grand renversement », sur CNRS, v septembre 2018 (consulté le 28 septembre 2018) .
↑ Christophe Daussy, «Le SI reprend sa température », CNRS Le periodical,‎ hiver 2019, p. 58-59 (lire en ligne [PDF]) .
↑ «Projet de résolution A – 26^{due east} réunion de la CGPM (thirteen-16 novembre 2018) » [PDF], sur Bureau international des poids et mesures, 13-16 novembre 2018 (consulté le 14 janvier 2019)
↑ Brochure sur le SI : Le Système international d'unités, 9ème édition (lire en ligne)
↑ NASA, «La Nasa identifie 50'endroit le plus froid de la Terre », Le Figaro, 11 décembre 2013 (consulté le 25 avril 2015) .
↑ Commission de climatologie, «Communiqué de presse n^o 956 », Organisation météorologique mondiale, 13 septembre 2012 (consulté le 26 septembre 2012) .

Voir aussi [modifier | modifier le lawmaking]

Sur les autres projets Wikimedia :

kelvin, sur le Wiktionnaire

Manufactures connexes [modifier | modifier le code]

Température
Zéro absolu
Température de couleur