Qu'est-ce qu'une échelle absolue?
La température est une mesure de l'énergie, avec des températures plus élevées indiquant plus de mouvement des molécules ou de l'énergie cinétique. Les échelles communes incluent les échelles Fahrenheit et Celsius, chacune ayant un nombre connu de degrés ou incréments entre les points de congélation et d'ébullition de l'eau. Une échelle absolue n'utilise pas le même point de référence, mais est basée sur zéro comme valeur théorique où les molécules n'ont pas d'énergie cinétique. Certains scientifiques croient que le zéro absolu ne peut jamais être atteint, car comme valeur calculée, il n'y a aucun moyen de le mesurer.
Le physicien britannique William Thomson, ou Lord Kelvin, a créé une échelle absolue dans les années 1840. Sur son échelle Celsius, l'eau se gèle à une température de 0 ° C et bouillonne à 100 ° C. Kelvin a calculé que la limite de température basse absolue est d'environ -273 ° C, appelant cela le point zéro de son échelle. Son échelle a utilisé les mêmes incréments de température que l'échelle Celsius et a été nommé l'échelle de Kelvin après lui.
William RankINE a proposé une échelle absolue dans les années 1850 basée sur le système Fahrenheit plutôt que Celsius. Sur cette échelle, l'eau se gèle à une température de 32 ° F et bouille à 212 ° F. Il a basé son échelle sur le même point zéro théorique que Kelvin, qui est d'environ -459 ° F, et c'est connu sous le nom d'échelle de Rankine.
Une température à échelle absolue définit le mouvement des molécules, plutôt qu'une mesure de l'énergie thermique. À mesure que l'énergie dans un gaz augmente ou diminue, la pression changera pour les gaz conservés dans un récipient scellé. La détermination de la propriété des gaz implique des mesures de températures et de pressions par rapport aux valeurs standard connues, avec un zéro absolu comme référence. Ces propriétés peuvent être importantes pour analyser les mélanges de gaz, ou les propriétés des gaz ou d'autres matériaux à des températures cryogéniques ou extrêmement basses.
Une autre propriété des matériaux est leur triple point. Il s'agit d'une température et d'une pression où le matériau peut exister dans les trois phases; solide, gaz et liquide. Un exemple de point triple est l'eau, qui a un triple point à 273 ° K, ce qui est le même que son point de congélation normal de 32 ° F ou 0 ° C. Cela explique comment le gel peut se former les nuits froides, car les molécules d'eau dans certaines conditions peuvent passer directement d'un état de gaz à un solide, ou vice-versa.
Le processus de passage du solide directement au gaz est appelé sublimation. Les glaçons qui disparaissent lentement dans un congélateur subissent de l'eau directement à une vapeur de glace solide. Un autre produit chimique commun qui sublimes est la glace sèche ou le dioxyde de carbone congelé, qui change directement d'un solide au gaz sans fondre. Cette propriété peut être utile pour les processus industriels à basse température ou la réfrigération, où les liquides pourraient créer des problèmes de manipulation.
De nombreuses substances ont des températures à triple point très basses, ce qui rend une échelle absolue importante pour leur mesure.La séparation des gaz à des fins industrielles nécessite des températures très basses, souvent mesurées en termes absolus. Les gaz tels que l'hélium ont un triple point très près de Zero absolu, ce qui le rend utile comme référence pour les autres gaz.