Température : qu’est-ce que c’est, types, comment elle est mesurée et importance

La définition de la température indique qu’il s’agit d’une grandeur physique qui reflète la quantité d’énergie interne présente dans un corps ou dans l’environnement. Cette énergie se manifeste sous forme de chaleur lorsqu’elle est élevée, ou de froid lorsqu’elle est faible. Plus précisément, la température est liée à l’énergie cinétique des particules qui composent la matière, c’est-à-dire au mouvement qu’elles effectuent lorsqu’elles se déplacent, tournent ou vibrent. Plus l’énergie cinétique de ces particules est grande, plus le système est perçu comme chaud, ce qui signifie que sa température est plus élevée.

Découvrez la différence entre la chaleur et la température.

Nous présentons ici les différents types de températures :

• Température ambiante ou de l’air : prédomine dans l’environnement qui nous entoure. Il est mesuré pour connaître les conditions climatiques ou thermiques d’un lieu.
• Température corporelle : est la température qui maintient un être vivant dans une plage adéquate pour que ses fonctions vitales se déroulent normalement.
• Température de surface : température de la surface d’un objet, sans tenir compte de son intérieur. Par exemple, la surface d’un métal au soleil.
• Température interne ou centrale : indique la chaleur à l’intérieur d’un corps ou d’un système, comme l’intérieur de la Terre ou le noyau d’un organisme.
• Température absolue : elle se mesure en Kelvin (K) et part du zéro absolu, où cesse le mouvement des particules. C’est l’échelle utilisée en physique et en chimie pour les calculs scientifiques.

Dans le Système international d’unités (SI), l’unité utilisée est le kelvin (K), associé à l’échelle Kelvin ou échelle absolue, où la valeur 0 K représente le zéro absolu, c’est-à-dire le point auquel cesse tout mouvement moléculaire. Un kelvin a la même grandeur qu’un degré Celsius, ce qui signifie que les augmentations de température sont équivalentes sur les deux échelles, même si elles partent de références différentes. En dehors du domaine scientifique, les échelles les plus utilisées sont le Celsius, également connu sous le nom de Centigrade, et, dans une moindre mesure, le Fahrenheit, qui continue d’être d’usage courant principalement aux États-Unis. Ci-dessous, nous pouvons analyser chaque échelle plus en détail :

• Échelle Celsius (°C) : également appelée centigrade, elle prend comme points de référence le point de congélation de l’eau (0 °C) et son point d’ébullition (100 °C), sous pression atmosphérique normale. C’est la balance la plus utilisée dans la vie quotidienne et dans la plupart des pays du monde.
• Échelle Kelvin (K) : principalement utilisée dans le domaine scientifique, elle part du zéro absolu (0 K), température théorique à laquelle cesse le mouvement des particules. Il n’utilise pas le symbole du degré (°) et chaque incrément de 1 K équivaut à un incrément de 1 °C.
• Échelle Fahrenheit (°F) : C’est l’échelle la plus utilisée aux États-Unis et dans certains pays des Caraïbes. Réglez le point de congélation de l’eau à 32°F et le point d’ébullition à 212°F, dans les mêmes conditions de pression.

À celles-ci, il existe d’autres échelles moins courantes, comme l’échelle de Rankine ou l’échelle de Réaumur, utilisées historiquement ou dans des contextes spécifiques.

Il existe différents instruments conçus pour mesurer la température, chacun avec des principes de fonctionnement et des niveaux de précision différents. Les plus courants sont :

• Thermomètre à liquide en verre : utilise la dilatation d’un liquide (généralement du mercure ou de l’alcool coloré) dans un tube capillaire en verre scellé. À mesure que la température augmente, le liquide se dilate et monte sur l’échelle graduée.
• Thermomètre à gaz : il est basé sur la variation de pression ou de volume d’un gaz lorsque la température change. Il est très précis et sert de référence dans les laboratoires.
• Thermomètre numérique : fonctionne grâce à des capteurs électroniques qui convertissent l’énergie thermique en signaux électriques. Il est rapide, sûr et couramment utilisé dans les milieux domestiques et médicaux.
• Thermomètre à résistance (RTD) : mesure la température à partir des changements dans la résistance électrique d’un matériau conducteur (tel que le platine). Il est utilisé dans les mesures industrielles et scientifiques.
• Thermistance : appareil électronique dont la résistance varie en fonction de la température. Il est sensible et peut détecter de petits changements thermiques, c’est pourquoi il est utilisé dans les équipements de précision.
• Thermocouple : constitué de deux métaux différents reliés à leurs extrémités, qui génèrent une différence de potentiel électrique lorsqu’ils sont exposés à des températures différentes. Il est largement utilisé dans les fours, les moteurs et les procédés industriels.
• Pyromètre : mesure la température à distance, détectant le rayonnement thermique émis par un corps chaud. Il est utilisé en métallurgie, dans les fours industriels et en volcanologie.
• Thermomètre infrarouge : similaire au pyromètre, il capte le rayonnement infrarouge pour mesurer la température sans contact direct, ce qui est courant dans les applications médicales et environnementales.

La température d’un lieu ou d’un corps n’est pas constante, mais peut varier en fonction de différents facteurs physiques et environnementaux. Parmi les plus importants figurent :

• Latitude : détermine la quantité de rayonnement solaire reçue par une zone. Les régions proches de l’équateur sont plus chaudes, tandis que les zones proches des pôles ont des températures plus basses.
• Altitude : À mesure que l’altitude au-dessus du niveau de la mer augmente, la température diminue, car l’air devient moins dense et retient moins de chaleur. La température diminue d’environ 0,6 à 1 °C tous les 100 mètres.
• Moment de la journée et saison de l’année : pendant la journée, les températures sont généralement plus élevées en raison de la lumière directe du soleil, tandis que la nuit, elles baissent. De plus, les saisons sont influencées par l’inclinaison de l’axe de la Terre : l’été est plus chaud et l’hiver est plus froid. Un fait curieux est que dans les zones montagneuses ou dans les villes situées dans les vallées, les nuits nuageuses peuvent maintenir des températures plus chaudes, car elles retardent la perte de chaleur accumulée pendant la journée. D’autre part, aux premières heures du matin, un phénomène d’inversion thermique peut se produire, dans lequel l’air froid est emprisonné dans les couches inférieures et l’air chaud reste au-dessus, inversant ainsi la répartition normale de la température.
• Proximité de la mer : l’eau a une grande capacité à stocker et à restituer la chaleur, ce qui atténue les variations extrêmes de température. De plus, l’interaction entre la mer et l’atmosphère, notamment via les brises marines, contribue à modérer le climat : les étés sont plus frais et les hivers plus doux.
• Courants océaniques : Les courants chauds (comme le courant du Golfe) augmentent la température des régions qu’ils traversent, tandis que les courants froids (comme le courant de Humboldt) la diminuent.
• Couverture végétale et type de surface : La végétation influence la température par l’ombre et la transpiration, qui rafraîchissent l’environnement et modèrent les variations thermiques. Les forêts et les espaces verts maintiennent des températures plus douces et plus constantes. Au contraire, les surfaces urbaines ou désertiques, avec peu de végétation et des matériaux absorbant la chaleur (asphalte, ciment ou roche nue), accumulent de l’énergie thermique pendant la journée et la restituent rapidement la nuit, provoquant de plus grandes fluctuations de température et contribuant au phénomène d’îlot de chaleur urbain.
• Pression atmosphérique et masses d’air : les changements de pression atmosphérique et le mouvement des masses d’air chaud ou froid influencent également les variations thermiques locales.

• Maintient la santé et la survie des êtres vivants : les humains et les animaux doivent maintenir leur température corporelle dans des plages spécifiques pour que les processus physiologiques fonctionnent correctement ; Des températures très élevées ou très basses peuvent provoquer un coup de chaleur, une hypothermie et un stress thermique. Les températures extrêmes peuvent exacerber certaines maladies, comme les maladies cardiovasculaires ou respiratoires. De même, la température peut affecter la reproduction et la survie des espèces. Par exemple, chez certaines espèces de reptiles comme les tortues, la température ambiante détermine le sexe de la progéniture. Des changements extrêmes peuvent modifier le ratio hommes/femmes, affectant ainsi la survie de la population.
• Agriculture et production végétale : les plantes ont besoin de plages de températures appropriées pour pousser et fleurir. Dans les arbres fruitiers, par exemple, il est essentiel que les heures de froid nécessaires soient accumulées pour que la floraison et la fructification se déroulent correctement. Sans ce contrôle, la productivité est réduite et la récolte peut être compromise.
• Conservation des aliments et des médicaments : De nombreux aliments nécessitent une conservation au froid pour éviter les bactéries et préserver leur fraîcheur. Les médicaments et les vaccins doivent être maintenus dans des limites contrôlées pour préserver leur efficacité.
• Processus industriels et technologiques : dans l’industrie, le contrôle de la température est crucial dans les processus chimiques, métallurgiques ou électroniques, car les variations peuvent affecter la qualité, la sécurité et l’efficacité. En technologie, les appareils électroniques nécessitent des systèmes de refroidissement pour éviter la surchauffe et les pannes.
• Climat et environnement : la surveillance de la température permet de prévoir les phénomènes climatiques, de planifier l’agriculture et de gérer les ressources naturelles. Dans la vie urbaine, maintenir des températures modérées dans les bâtiments et les villes améliore la qualité de vie et réduit la consommation d’énergie.

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