Maths autrement : De nombreuses échelles de température

Le thermomètre est une invention relativement récente. Il est mis au point au XVII^e siècle en Italie, grâce aux travaux de plusieurs chercheurs. Au début, ils utilisent la dilatation de l’air pour relever une température et n’ont pas de point de référence. C’est Isaac Newton qui, le premier, propose d’utiliser comme point de référence le moment où l’eau commence à geler. Il décide donc de noter 0 cette température : la valeur donnée aux autres températures en dépend donc. D’autres physiciens ont choisi des points de référence différents et ont créé chacun une échelle de mesure de la température qui leur est propre. Les plus connus sont Messieurs Fahrenheit, Celsius puis Kelvin. Nous allons observer leurs échelles de températures.

Isaac Newton (1643-1727)

Étape 1 : Newton, Celsius, Kelvin

Les températures en degrés Celsius (°C) sont proportionnelles aux températures en degrés Newton. Recopiez et complètez ce tableau, donnez les arrondis au dixième de degré.Lʼunité de mesure de la température dans le système international est le Kelvin (K). On passe dʼune température en degrés Celsius à une température en Kelvin en ajoutant 273,15.

1

À quelle température, en Kelvin, correspond 0°C ?

2

Sur Mars, il peut faire -140°C la nuit. Convertissez cette température en Kelvin. En fait, dans l'échelle en Kelvin, il n'y a pas de température négatives.

3

La température naturelle la plus basse enregistrée à la surface de la Terre est 180°K. Exprimez-la en degrés Celsius.

Étape 2 : une unité anglo-saxonne

Aux États-Unis, lʼunité habituelle est le degré Fahrenheit (°F). La relation permettant de passer dʼune température TC en degrés Celsius à une température TF en degrés Fahrenheit est la suivante :$T_F = 1,8 \times T_C + 32$

1

Convertissez en degrés Fahrenheit : la température moyenne du corps humain ; une température du Pôle Nord : -40°C.

2

On a $T_C = (T_F - 32) \div 1\text{,}8$. Convertissez en degrés Celsius : 212°F. À quoi correspond cette température ? Convertissez 0°F.