Qu'est-ce que la température absolue?
La température absolue est la température mesurée à l'aide d'une échelle commençant à zéro, ce zéro étant la température la plus froide théoriquement possible. Il existe deux échelles de température absolue communes dérivées de l'échelle Fahrenheit et de l'échelle Celsius, ou centigrade. La première est l'échelle de Rankine et la dernière est l'échelle de Kelvin. Bien qu'elles soient toujours utilisées à des fins ordinaires, les échelles Celsius et Fahrenheit, dont la valeur inférieure est inférieure à zéro, sont moins souhaitables pour des objectifs scientifiques de calcul. Zéro degré Rankine est identique à zéro degré Celsius.
En termes simples, la température est un indicateur de la température ou de la froideur d'un objet par rapport à d'autres objets. Comme les températures varient en fonction de la saison et de la situation, une échelle complète avec des gradations intermédiaires a été développée pour permettre des comparaisons. Deux points fixes sont nécessaires pour créer une échelle utile - un standard global invariable. Le choix logique sur lequel baser les échelles de température standard était l’eau, car elle est abondante, accessible, change d’état à certaines températures et peut être facilement purifiée. Comme mentionné ci-dessus, toutefois, la température est liée à la chaleur, et la chaleur concerne plus fondamentalement le mouvement atomique et moléculaire.
L'énergie peut être absorbée par les atomes et les molécules de différentes manières, par exemple par l'excitation électronique, le transfert d'un électron d'un état orbital inférieur à un état supérieur. En général, cependant, l'énergie est absorbée et augmente le mouvement de tout l'atome ou de la molécule. Cette énergie - l'énergie qui mène à la "kinésie" ou mouvement - est de l'énergie cinétique. Il existe une équation qui lie l'énergie cinétique à la chaleur: E = 3/2 kT, où E est l'énergie cinétique moyenne d'un système, k est la constante de Boltzmann et T est la température absolue en degrés Kelvin. Notez que dans ce calcul, si la température absolue est égale à zéro, l'équation indique qu'il n'y a aucune énergie cinétique ou aucun mouvement.
Une sorte d'énergie existe toujours à une température absolue de zéro degré, même si ce n'est pas ce que l'équation de physique classique ci-dessus indique. Le mouvement restant est prédit par la mécanique quantique et est associé à un type spécifique d'énergie appelé "énergie de vibration du point zéro". Quantitativement, cette énergie peut être calculée mathématiquement à partir de l'équation pour un oscillateur harmonique quantique et de la connaissance du principe d'incertitude de Heisenberg. Selon ce principe de physique, il n'est pas possible de connaître à la fois la position et la quantité de mouvement de très petites particules. Par conséquent, si l'emplacement est connu, la particule doit conserver une composante vibratoire minuscule.