DÉFINITION ET MESURE DES TEMPÉRATURES

L'expérience montre que deux corps ou deux systèmes de corps mis en rapport réagissent en général l’un sur l’autre, de manière à produire un état d'équilibre calorifique, de durée indéfinie, si aucune cause extérieure ne vient le troubler, condition théoriquement concevable, sinon pratiquement réalisable. On dit alors que les deux systèmes sont ex équilibre de température ou que leurs fempératures sont égales.

Si cet état d'équilibre s'établit immédiatement sans modifications consécutives, les deux systèmes avaient primitivement la même température ; sinon, ils possédaient d'avance des températures différentes, et celui qui a déterminé sur l’autre des effets calorifiques (dilatation, changements d'état, etc.) avait primitivemen une température Supérieure. |

Soit, maintenant, un nombre quelconque de systèmes à des températures différentes. IL est possible de les classer par ordre progressivement croissant de température. Cet ordre est évidemment unique, et un système

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quelconque ne pourra passer à l'état d’un système suivant qu'en traversant les états de tous les systèmes intermédiaires. Supposons un même corps 72 commun à tous les systèmes; dans chacun d’eux, il possèdera un volume absolument caractéristique : un tel corps dont les volumes peuvent être mesurés constitue un {hermamètre.

Convenons d'appeler fempérature d'un système le volume du thermomètre qui en fait partie ou une fonction quelconque de ce volume. Cette convention, très commode pour désigner les états successifs d’un système soumis à l’action de la chaleur, s'accorde avec les définitions précédentes d'égalité ou d’inégalité des températures.

Le mot éempérature désigne donc simplement un nombre tel, que deux systèmes en équilibre, mis en rapport, ne se modifient point réciproquemeut, ou se modifient, suivant que ce nombre y a des valeurs identiques ou différentes.

Il existe une série de nombres jouissant de ces propriétés, mais on peut en trouver une infinité en rapport avec l'arbitraire des conventions posées.

Conventions servant à fixer les valeurs numériques des températures.

1° On appelle {empérature zéro la température de tout système où le thermomètre prend un volume arbitrairement défini ;

2° On exprime la température par un nombre proportionnel au changement relatif que subit le volume du thermomètre, en passant de l’état défini par la température zéro à un autre état déterminé quelconque. Ce nombre est positif s’il correspond à une dilatation, négatif s’il correspond à une contraction.

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Toute échelle thermométrique est d’ailleurs arbitraire et dépend de la valeur attribuée au coefficient qui exprime la proportionnalité entre les températures et les variations de volume du thermomètre.

Les thermomètres employés par Galilée et les académiciens de Florence étaient vraisemblablement établis d’après ces conventions.

On attribue à Newton la définition du zéro par la fusion de la glace; Fahrenheit introduisit un deuxième point fixe correspondant à l’ébullition de l’eau sous la pression de 760"", et définit le degré de son thermomètre par une fraction de l'accroissement du volume entre les deux points fixes.

En attribuant des valeurs diverses à la fraction qui caractérise la valeur absolue du degré, on obtient les échelles centigrade, Réaumur et Fahrenheit.

La graduation centigrade fut proposée par Celsius en 1742. Mais Celsius marquait 100 le point de fusion, et O le point d’ébullition de l’eau. C’est Strômer qui, en 1750, proposa le mode de graduation ascendante actuellement usité.

. La graduaton centésimale n’est pas encore exclusivement adoptée. En Allemagne, on emploie concurremment avec elle l’échelle de Deluc, dite de Réaumur, qui possède les mêmes points fixes, mais dont l'intervalle ne comprend que 80 degrés. En Angleterre et aux Etats- Unis, on se sert surtout de l’échelle Fahrenheïit, dont le degré 32 correspond à notre point fixe inférieur et le degré 212 à notre point fixe supérieur : l'intervalle comprend 180 degrés. Cette échelle a été proposée par Fahreinheïit en 1714, son zéro correspond à 17,7°/9 C.

Les formules suivantes permettent la conversion réci- "© oque des indications des trois échelles.

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noR)=— : no (C) = : no -R 320 (F) n° (F) =; (no — 32°) (C) = . (n° — 320) (R).

Définition précise du degré centigrade. — Le degré centigrade est donc l’accroissement de témpérature qui produit un accroissement de volume du thermomètre égal à la centième partie de la dilatation qui a lieu entre les températures de la glace fondante et de la va- - peur d’eau bouillante sous la pression normale,

Mais si tous les thermomètres doivent évidemment être d'accord aux températures des points fixes, il n’y à a priori aucune raison pour qu'ils le soient dans des conditions différentes. Aussi la définition du degré centigrade exige-t-elle, pour devenir tout à fait précise, la connaissance de la matière du thermomètre. Des raisons de commodité pratique ont fait adopter pendant longtemps l'usage à peu près exclusif du mercure. Onse sert aujourd’hui, dans toutes les recherches scientifiques exactes, des gaz voisins de l’état parfait.

Les lois de Mariotte et de Gay-Lussac établissent entre la température 7, comptée à partir de 273 C. au-dessous du point fixe inférieur ({empérature absolue), la pression p et le volume » d'un gaz parfait, la relation: