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La Physique-Chimie autrement

Histoire des sciences

Les différentes échelles de température

La nécessité d’évaluer la fièvre des patients a été la première motivation pour se doter d’une échelle de température. Deux des propositions formulées au XVIIIe siècle sont encore utilisées aujourd’hui. Une troisième, plus récente, s’est cependant imposée en Physique-Chimie.
Les premiers thermomètres reposent tous sur le principe suivant : plus il fait chaud, plus les fluides ont un volume important. On peut facilement mesurer les variations de température mais pour la définir, il faut fixer des références. En 1709, Fahrenheit prend pour référence la température la plus basse qu’il constate pendant l’hiver : ce sera son 0°F. Pour la température chaude, il prend celle du sang de cheval et fixe alors 96°F. En 1741, Celsius propose une échelle très simple qui va rapidement s’imposer : 0°C dans la glace fondante et 100°C dans l’eau bouillante.
Doc. 1
Les échelles de Fahrenheit et de Celsius.
Au XIXe siècle, Lord Kelvin instaure une température absolue qui n’a pas besoin de référence. Il définit le zéro absolu comme la température à laquelle la matière n’a aucune énergie thermique. Impossible de faire plus froid que ça ! Il ajuste ensuite sa graduation sur celle de Celsius : un Kelvin représente la température obtenue en augmentant le zéro absolu d’un degré Celsius. On sait aujourd’hui que la glace fond à 273,15 K, c’est-à-dire que le zéro absolu correspond à -273,15 °C.
Doc. 2
L'échelle de Kelvin

Objet d'étude

Cuisiner dans un vaisseau spatial ? Pas si simple !

Han se demande pourquoi, à bord du Faucon, il rate la cuisson à l’eau des légumes achetés sur Mintaruss. Sur cette planète, il n’y avait aucun problème !

La Physique au quotidien

Les premiers thermomètres reposent tous sur le principe suivant : plus il fait chaud, plus les fluides ont un volume important. On peut facilement mesurer les variations de température mais pour la définir, il faut fixer des références. En 1709, Fahrenheit prend pour référence la température la plus basse qu’il constate pendant l’hiver : ce sera son 0°F. Pour la température chaude, il prend celle du sang de cheval et fixe alors 96°F. En 1741, Celsius propose une échelle très simple qui va rapidement s’imposer : 0°C dans la glace fondante et 100°C dans l’eau bouillante.
Doc. 1
Les échelles de Fahrenheit et de Celsius.
Au XIXe siècle, Lord Kelvin instaure une température absolue qui n’a pas besoin de référence. Il définit le zéro absolu comme la température à laquelle la matière n’a aucune énergie thermique. Impossible de faire plus froid que ça ! Il ajuste ensuite sa graduation sur celle de Celsius : un Kelvin représente la température obtenue en augmentant le zéro absolu d’un degré Celsius. On sait aujourd’hui que la glace fond à 273,15 K, c’est-à-dire que le zéro absolu correspond à -273,15 °C.
Doc. 2
L'échelle de Kelvin

Transforme instantanément de l’eau en glace !

 Étapes de la fabrication :

  • Matériel :
    - 3 bouteilles d’eau de source de cL.
    - Un réfrigérateur avec un compartiment freezer.
    - Un saladier.

  • Ouvre et referme les bouteilles, puis mets-les au freezer environ trois heures.
  • Sors délicatement une bouteille. Si l’eau est gelée, recommence l’expérience en la laissant moins longtemps au freezer. Sinon, frappe-la contre le sol. Si rien ne se passe, remets-la un peu plus longtemps au freezer.
  • Si la solidification instantanée fonctionne, verse délicatement le contenu d’une autre bouteille dans un saladier pour créer une stalagmite.
▸ Des questions à se poser :
  • 1
    . Stalagmite.
  • 8
    . Explication scientifique
DYS

Stalagmite.

DYS

Transforme instantanément de l’eau en glace !

 Étapes de la fabrication :

  • Matériel :
    - 3 bouteilles d’eau de source de cL.
    - Un réfrigérateur avec un compartiment freezer.
    - Un saladier.

  • Ouvre et referme les bouteilles, puis mets-les au freezer environ trois heures.
  • Sors délicatement une bouteille. Si l’eau est gelée, recommence l’expérience en la laissant moins longtemps au freezer. Sinon, frappe-la contre le sol. Si rien ne se passe, remets-la un peu plus longtemps au freezer.
  • Si la solidification instantanée fonctionne, verse délicatement le contenu d’une autre bouteille dans un saladier pour créer une stalagmite.
▸ Des questions à se poser :

Question 1

DOCS 1, 8

Énoncé
À quelle température la glace peut-elle commencer à se former dans de l’eau liquide ?

Question 2

DOCS 1, 8

Énoncé
À quelle température est l’eau liquide après trois heures au freezer ?
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