Kelvin (échelle de température) : définition, conversion, origine,...

Cet article explique ce qu'est le kelvin et en quoi consiste l'échelle kelvin. Vous découvrirez comment convertir une température exprimée en kelvin vers d'autres unités de température et, en plus, vous pourrez convertir le kelvin en degrés Celsius ou degrés Fahrenheit avec un convertisseur en ligne.

Qu'est-ce que le kelvin ?

Le Kelvin , historiquement appelé degré Kelvin , est l'unité de température du Système international d'unités (SI).

D'autre part, l' échelle Kelvin est l'échelle de température dans laquelle le zéro absolu représente l'absence d'énergie, dont la valeur est 0 Kelvin (-273,15 ºC).

Le symbole utilisé pour exprimer une température en kelvins est la lettre majuscule K, par exemple 300 K.

En physique, le kelvin n'est pas considéré comme un degré et donc le nom correct pour cette unité de température est kelvin, et non degré Kelvin . De plus, contrairement au degré Celsius (ºC) et au degré Fahrenheit (ºF), il ne doit pas être écrit avec le symbole du degré, mais simplement avec la lettre K.

$350 \ ºK\ \color{red}\bm{\times} \color{black}\ \longrightarrow \ 350 \ K$

Il convient de noter que, bien que le kelvin soit l’unité de température du Système international, ce n’est pas l’unité la plus utilisée pour exprimer les températures. Oui, il est vrai qu'en physique comme en ingénierie, les calculs sont effectués en kelvins, mais dans la vie quotidienne, les températures sont généralement mesurées en degrés Celsius ou en degrés Fahrenheit. C'est pourquoi nous verrons ci-dessous comment passer de certaines unités de température à d'autres.

Conversion de kelvin en degrés Celsius

Zéro sur l'échelle Kelvin (0 K) équivaut à -273,15 ºC, donc pour convertir une température exprimée en Kelvins en degrés Celsius (ou degrés Celsius), 273,15 unités doivent être soustraites de la valeur de la température.

Ainsi, la formule qui permet de convertir une valeur de l’échelle Kelvin vers l’échelle Celsius est la suivante :

$\definecolor{blauquadreexample}{HTML}{4FD12F} \newtcbox{\mymath}[1][]{% nobeforeafter, math supérieur, tcbox raise base, amélioré, colframe=blauquadreexample, boxrule=1pt, boxsep=2mm, #1} \begin{empheq}[box={\mymath[colback=white, shadow={2mm}{-2mm}{0mm}{blauquadreexample!20!white,} ]}]{equation*} \displaystyle ºC= K-273.15 \end{empheq}$

Par exemple, si nous voulons convertir 450 K en degrés Celsius, nous devons simplement soustraire 273,15 de la mesure :

$\definecolor{vert}{HTML}{4FD12F} 450 \ K \ \color{vert}\bm{\longrightarrow}\color{noir} \ ºC \ \color{green}\bm{?}\color{ noir}$

$ºC=450-273,15=176,85 \ ºC$

En revanche, pour convertir une température exprimée en degrés Celsius en kelvins, il faut ajouter 273,15 à la température.

$\definecolor{verd}{HTML}{4FD12F} \newtcbox{\mymath}[1][]{% nobeforeafter, math supérieur, tcbox raise base, amélioré, colframe=verd, boxrule=1pt, boxsep=2mm, #1} \begin{empheq}[box={\mymath[colback=white, shadow={2mm}{-2mm}{0mm}{green!20!white,} ]}]{equation*} \displaystyle K= ºC+273,15 \end{empheq}$

À titre d'exemple, la conversion de 25 °C sur l'échelle Kelvin est présentée ci-dessous :

$\definecolor{vert}{HTML}{4FD12F} 25 \ ºC \ \color{vert}\bm{\longrightarrow}\color{noir} \ K \ \color{green}\bm{?}\color{ noir}$

$K=25+273,15=298,15 \ K$

Conversion Kelvin en Fahrenheit

Nous venons de voir comment convertir une température de kelvins en degrés Celsius, cependant l'échelle Fahrenheit est également largement utilisée. Ainsi dans cette section nous verrons comment passer de l’échelle Kelvin à l’échelle Fahrenheit et vice versa, puisque le calcul n’est pas aussi direct que dans l’échelle Celsius.

Pour convertir une température de l'échelle kelvin à l'échelle Fahrenheit, il suffit de substituer la valeur de la température exprimée en kelvins dans la formule suivante et de faire les calculs :

Par exemple, la conversion de 500 K en degrés Fahrenheit se fait comme suit :

$\definecolor{vert}{HTML}{4FD12F} 500 \ K \ \color{vert}\bm{\longrightarrow}\color{black} \ ºF \ \color{green}\bm{?}\color{ noir}$

$F=1,8\cdot (500-273,15)+32=440,33 \ ºF$

De même, la formule pour faire la conversion inverse, c'est-à-dire passer des degrés Fahrenheit aux kelvins , est obtenue en isolant le coefficient de l'échelle kelvin de la formule précédente :

$\definecolor{verd}{HTML}{4FD12F} \newtcbox{\mymath}[1][]{% nobeforeafter, math supérieur, tcbox raise base, amélioré, colframe=verd, boxrule=1pt, boxsep=2mm, #1} \begin{empheq}[box={\mymath[colback=white, shadow={2mm}{-2mm}{0mm}{verd!20!white,} ]}]{equation*} \displaystyle K= \cfrac{ºF-32}{1.8}+273.15 \end{empheq}$

Afin que vous puissiez voir comment la valeur d'une température passe entre ces deux mesures, un exemple a été résolu :

$\definecolor{verd}{HTML}{4FD12F} 250 \ ºF \ \color{verd}\bm{\longrightarrow}\color{black} \ K \ \color{verd}\bm{?}\color{ noir}$

$K=\cfrac{250-32}{1.8}+273.15=394.26 \ K$

Convertisseur de Kelvin en degrés Celsius et degrés Fahrenheit

Pour faciliter la conversion entre différentes unités de température, le calculateur en ligne suivant a été créé avec lequel vous pouvez convertir une valeur de température entre les échelles thermométriques Kelvin, Celsius et Fahrenheit.

Pour utiliser la calculatrice, vous devez sélectionner les unités de la température saisie et écrire sa valeur en utilisant le point (.) comme séparateur décimal.

Origine du Kelvin

Dans cette dernière section, nous verrons l'histoire liée au kelvin, car bien qu'il s'agisse de l'unité du Système International, curieusement ce n'est pas l'unité de température la plus utilisée.

Avant l'échelle Kelvin, les échelles thermométriques Fahrenheit et Celsius ont été développées, c'est pourquoi aujourd'hui ces deux unités sont davantage utilisées dans la vie de tous les jours.

Cependant, ces balances ne sont pas pratiques puisqu’elles autorisent des températures négatives. Puis, en 1848, William Thomson a créé l' échelle de température thermodynamique Kelvin , qui prend la température zéro absolue comme point nul de l'échelle. Ainsi seules les températures positives sont autorisées.

Puis, en 1954, lors de la dixième Conférence générale des poids et mesures (CGPM), la température du point triple de l'eau (273,16 K) est définie comme le deuxième point de référence de l'échelle Kelvin.

Plus tard, en 1967/1968, lors de la 13e CGPM, il fut conclu qu'un kelvin correspondait à l'augmentation d'une unité de température. De même, le kelvin a cessé d'être considéré comme un « degré » et le symbole K a donc remplacé le ºK. À partir de ce moment-là, il est devenu incorrect de dire degrés kelvin , il fallait simplement dire kelvin .

Enfin, depuis la 26e CGPM, tenue en 2018, le kelvin a été redéfini sur la base de la constante de Boltzmann, une méthode plus rigoureuse expérimentalement.

Qu'est-ce que le kelvin ?

Conversion de kelvin en degrés Celsius

Conversion Kelvin en Fahrenheit

Convertisseur de Kelvin en degrés Celsius et degrés Fahrenheit

Origine du Kelvin

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