Conversion de Fahrenheit en Kelvins

Informations sur le Fahrenheit (°F)

Le degré Fahrenheit est une unité de température sur une échelle où l’eau gèle à 32 et bout à 212 sous la pression atmosphérique normale. Son symbole est le signe degré suivi de F. C’est l’unité quotidienne de température des États-Unis et d’une poignée de petits territoires, et elle n’est presque employée nulle part ailleurs.

Daniel Gabriel Fahrenheit conçut l’échelle en 1724 à partir de trois points de repère. Le zéro était la température d’un mélange réfrigérant de glace, d’eau et de chlorure d’ammonium, le plus froid qu’il pût reproduire de manière fiable. Trente-deux était le point de congélation de l’eau pure, et quatre-vingt-seize devait être la température du corps humain, bien que des mesures ultérieures aient placé la normale plus près de 98,6. Ces nombres d’allure bizarre sont le résidu de cette construction et non des choix arbitraires.

Le degré est plus petit que le degré Celsius, cinq degrés Fahrenheit pour neuf Celsius, ce qui donne à l’échelle une résolution plus fine en nombres entiers. Ses défenseurs y voient un avantage pour la météo, où l’intervalle de zéro à cent couvre l’essentiel des climats habités. Ses détracteurs rappellent que la même résolution s’obtient en Celsius avec une décimale, et que les points de repère de l’échelle ne correspondent à rien que quiconque rencontre.

L’usage américain est presque total dans la vie courante : prévisions, thermostats, fours et température corporelle sont en Fahrenheit. La science, la médecine et l’ingénierie américaines ne le sont pas, d’où la conversion domestique routinière d’un résultat de laboratoire en Celsius vers une note clinique en Fahrenheit. Les deux échelles se croisent à moins quarante, où elles affichent le même nombre.

Sa graduation plus fine est le seul argument technique en sa faveur. Comme un degré Fahrenheit vaut cinq neuvièmes d’un degré Celsius, le temps ordinaire se décrit en nombres entiers sur une plage plus large sans fractions, et l’écart d’une nuit froide à un après-midi chaud couvre une centaine d’unités plutôt que quarante. Ses défenseurs ajoutent qu’elle est étalonnée sur le confort humain et non sur l’eau : zéro et cent encadrent la plage qu’une personne rencontrera vraisemblablement dehors, tandis que zéro et cent Celsius encadrent celle que rencontre une bouilloire. Aucun de ces arguments n’a décidé un pays à l’adopter, mais tous deux expliquent la durabilité de la résistance américaine au changement.

Trente-deux degrés Fahrenheit équivalent à 0 degré Celsius, et une variation d’un degré Fahrenheit équivaut à une variation de cinq neuvièmes de degré Celsius.

Informations sur le Kelvin (°K)

Le kelvin est l’unité de base de température thermodynamique du Système international d’unités. Son symbole est K, écrit sans signe degré et sans le mot degré : les températures s’énoncent donc 300 kelvins et non 300 degrés kelvin.

Son zéro est le zéro absolu, température à laquelle l’agitation thermique des particules atteint son minimum quantique. Rien ne peut être plus froid, ce qui fait du kelvin une échelle absolue et non relative. Cette propriété compte en physique parce que les rapports y prennent un sens : un gaz à 600 kelvins a le double de la température absolue d’un gaz à 300, affirmation simplement fausse si l’on écrit les mêmes températures en Celsius ou en Fahrenheit.

La taille du kelvin est identique à celle du degré Celsius, de sorte que les écarts de température sont numériquement les mêmes dans les deux. Seul le décalage diffère, et il vaut exactement 273,15. William Thomson, futur lord Kelvin, proposa l’échelle absolue en 1848, déduisant des travaux de Carnot sur les machines thermiques qu’il devait exister une température thermodynamique indépendante de toute substance particulière.

Depuis 2019, le kelvin se définit en fixant la constante de Boltzmann à exactement 1,380649 fois dix puissance moins vingt-trois joule par kelvin. La définition précédente utilisait le point triple de l’eau, repère physique réel qui dépend pourtant de la composition isotopique de l’échantillon. La cryogénie, l’astronomie, la spectroscopie et la température de couleur en photographie et en éclairage emploient l’unité, et c’est pourquoi une ampoule blanc chaud se vend en 2700 K et la lumière du jour en 5500 K.

Des disciplines entières habitent des points précis de l’échelle. Le fond diffus cosmologique se tient à 2,725 kelvins, le point d’ébullition de l’hélium liquide à 4,2, et les supraconducteurs de l’ancienne sorte travaillent au-dessous d’environ 20, d’où leur besoin d’hélium plutôt que d’azote. L’azote liquide bout à 77 kelvins et coûte peu : la découverte en 1986 de matériaux supraconducteurs au-dessus de cette marque changea donc ce qui était praticable. À l’autre bout, une lampe à filament fonctionne près de 2800 kelvins, la surface du Soleil est à 5800 et son cœur atteint quinze millions. Exprimer tout cela sur une seule échelle dotée d’un zéro physique est ce qui rend de telles comparaisons signifiantes.

Zéro kelvin équivaut à moins 273,15 degrés Celsius, et 273,15 kelvins équivalent à 0 degré Celsius.