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Auteur(s)
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Mohamed SADLI : Ingénieur au Conservatoire national des arts et métiers (CNAM), Institut national de métrologie (INM)
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La température est une grandeur intensive, ce qui rend sa mesure difficile et incite à recourir à une échelle pratique, reposant sur des phénomènes physiques répétables et aisément identifiables, permettant de la repérer.
Aujourd’hui, l’échelle en vigueur est l’échelle internationale de température de 1990 (EIT-90). Elle est le résultat de l’évolution des connaissances en thermométrie depuis la première échelle, datant de 1927, jusqu’à nos jours. Elle repose sur des points fixes de température (basés sur des transitions de phase de métaux purs), des instruments (thermomètres) et des formules d’interpolation entre les points fixes ou d’extrapolation. L’évolution dans le temps de cette échelle est inéluctable ; elle rend compte de l’amélioration de l’exactitude de la température des points fixes et tend à rapprocher la matérialisation de l’échelle de la température thermodynamique.
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- Version archivée 1 de oct. 1983 par André MOSER
- Version archivée 2 de avr. 1993 par Georges BONNIER
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Historique des échelles de températures1. La température thermodynamique
Connaître la température thermodynamique de manière absolue implique la mesure de grandeurs physiques dont la relation avec la température ne souffre aucune contestation. De plus, tous les paramètres qui interviennent dans cette relation devraient, idéalement, être indépendants de la température.
La mesure de la température thermodynamique est une opération souvent difficile et fastidieuse. Elle est habituellement réalisée avec une incertitude plus élevée que la mesure de la température par les moyens pratiques de l’échelle internationale de température. Elle a néanmoins l’avantage de fournir une température absolue et de s’affranchir des artefacts que constituent fatalement les points fixes.
Plusieurs thermomètres primaires (permettant de mesurer la température thermodynamique) existent. Nous décrivons brièvement les plus connus :
1.1 Le thermomètre à gaz à volume constant
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Le thermomètre à gaz repose sur la mesure de la pression d’un gaz réel à volume constant. Non seulement, c’est l’un des instruments de base utilisés pour déterminer les températures des points fixes de l’échelle internationale de température de 1990 jusqu’à la température de 700 K environ, mais il est également utilisé comme instrument d’interpolation dans l’échelle entre 3 K et 24,5561 K .
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Pour un gaz parfait, l’équation d’état est donnée par :
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où :
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- est la pression (en pascal)
- V :
- est...
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La température thermodynamique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - RUSBY (R.L.), HUDSON (R.P.), DURIEUX (M.), GROHMANN (K.), JUNG (H.-J.), STEUR (P.P.M.), NICHOLAS (J.V.) - The status of thermodynamic thermometry. - Metrologia, 33, p. 409-414 (1996).
-
(2) - MOLDOVER (M.R.) - Can a Pressure Standard be Based on Capacitance Measurements? - Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology, 103(2), p. 167 (1998).
-
(3) - MOLDOVER (M.R.), TRUSIER (J.P.M.), EDWARDS (T.J.), MEHL (J.B.), DAVIS (R.S.) - Measurement of the universal gas constant R using a spherical acoustic resonator. - J.Res. Natl. Bur. Stand. (U.S.) 93, p. 85-144 (1988).
-
(4) - MOLDOVER (M.R.), TRUSIER (J.P.M.) - Metrologia - 25, p. 165-87 (1988).
-
(5) - NICHOLAS (J.V.), WHITE (D.R.) - Traceable Temperatures. An Introduction to Temperature Measurement and Calibration. - 2nd ed (Chichester: Wiley) (2001).
-
(6) - PRESTON-THOMAS (H.) - Metrologia...
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