16 février 2018

Chaleur et température


Certaines notions sont tellement proches qu’on a tendance à les confondre dans la vie courante. Il en est ainsi de la température et de la chaleur : « quelle chaleur ! » direz-vous un beau jour d’été où la température extérieure est de 30°C. En descendant dans votre sous-sol où il fait 26°C, vous direz « quelle fraîcheur ! ». Pourtant, 26°C dans votre salle à manger en plein hiver, vous trouvez probablement cela étouffant… Quelle est la différence entre chaleur et température ?



La température ou comment observer une bande d’agités…

Sortez un poisson congelé de votre congélateur et placez-le dans votre réfrigérateur. 24 heures après, allez le regarder et le toucher. Il est décongelé mais froid. Pourquoi ? Parce que sa température s’est progressivement élevée de -18°C à +4°C. Les molécules qui constituent votre poisson se sont mises à s’agiter de plus en plus fort ce qui a permis de ramollir les chairs du poisson qui pourtant est toujours froid. La température est donc un degré d’agitation des particules constituant un objet. On dira communément que +4°C est plus chaud que -18°C, mais on devrait dire que +4°C est plus élevé que -18°C.
Pour mesurer le niveau d’excitation de la bande d’agités qui constitue votre poisson, on va utiliser une échelle d’unité : le degré Celcius, ou bien le degré Kelvin ou encore le degré Fahrenheit.

3 échelles de température pour les agités du cerveau !

  • Le point zéro de l’échelle Celsius (°C) correspond à la température de la glace fondante. La valeur 100 °C correspond à la température de l’eau à l’ébullition sous la pression atmosphérique normale de 1013 hPa. On définit 1°C comme la subdivision régulière entre les deux températures de référence.
  • Le point zéro de l’échelle Kelvin (K), unité officielle du Système International d’Unités (SI), correspond au zéro absolu c'est-à-dire au niveau d’agitation des molécules le plus bas possible dans l’univers. Cela correspond à -273°C. La subdivision du degré Kelvin à la même amplitude que celle du degré Celcius.
  • Le point zéro de l’échelle Fahrenheit (°F), unité de mesure de moins en moins utilisée sauf aux Etats Unis, Bélize et les Iles Caïman, est à -32°C. La subdivision du degré Fahrenheit a une amplitude plus grande (9/5ème) que celle du degré Celcius.


La chaleur ou comment échauffer les agités…

Pourquoi la température de notre poisson a-t-elle augmentée ? Nous savons que les molécules d’air du réfrigérateur sont plus agitées que celle du poisson (+4°C contre -18°C). C'est-à-dire qu’elles ont plus d’énergie que celles du poisson. Elles vont donc transmettre une partie de leur énergie aux molécules du poisson. On parle alors d’un transfert de chaleur qui se fait toujours du corps à la température la plus élevée vers le corps à la température la plus faible. Toutefois, cela ne fonctionne que si la quantité d’énergie (ou quantité de chaleur) du corps à la température la plus élevée est suffisante pour agiter plus fort les molécules du corps à la température la plus faible. Dans notre cas, c’est le compresseur du frigo qui fournira la quantité de chaleur nécessaire.

Maintenant, un conseil : allez faire cuire votre poisson, il commence à sentir fort !