Tout le monde sait que la température se mesure en degrés Celsius. Les connaisseurs en physique savent que l'unité internationale de cette grandeur est le kelvin. Le développement historique du concept de température et des instruments correspondants pour sa détermination a conduit au fait que nous utilisons actuellement d'autres systèmes métriques que nos ancêtres. L'article aborde les questions: qu'est-ce que le degré Réaumur, quand a-t-il été utilisé et comment est-il lié aux échelles généralement acceptées pour mesurer la température.
René Antoine Réaumur
Avant d'envisager l'échelle de Réaumur pour déterminer la température des corps environnants, tenez compte de la personnalité de son créateur.
René Réaumur est né le 28 février 1683 à La Rochelle. Il a commencé à montrer de l'amour pour la recherche scientifique du monde environnant dès la petite enfance. René s'intéressait à la physique, aux mathématiques,astronomie, droit, philosophie, biologie, métallurgie, langues et bien d'autres disciplines.
À l'âge de 25 ans, il devient membre de l'Académie française des sciences, et il commence immédiatement à lui confier la réalisation de projets scientifiques sérieux à l'échelle nationale. Membre de l'Académie des sciences, Réaumur a publié un ouvrage scientifique chaque année pendant 50 ans. Beaucoup de ses ouvrages sur l'étude des insectes, ainsi que sur l'étude des propriétés des métaux, ont été traduits en anglais et en allemand. Ses contemporains l'appelaient Pline du XVIIIe siècle.
Le scientifique est décédé à l'âge de 74 ans des suites d'une chute de cheval lors d'une des promenades à cheval. Après lui, Réaumur a laissé des manuscrits scientifiques qui occupaient 138 classeurs.
Ouverture d'une nouvelle échelle de température
Au début du 18ème siècle, il n'y avait pas d'échelle généralement acceptée pour mesurer la température des corps dans le monde. En 1731, à la suite d'expériences thermodynamiques, René Réaumur propose l'utilisation d'une échelle de température, qui commence à porter son nom de famille. Cette échelle est utilisée depuis plus de 100 ans dans les principaux pays d'Europe, notamment en France, en Allemagne et en Russie. Elle a finalement été remplacée par l'échelle Celsius, qui est encore largement utilisée aujourd'hui.
Il est intéressant de noter que Réaumur a proposé d'utiliser son échelle 11 ans avant Celsius.
Les expériences qui ont mené à l'invention de la balance de Réaumur
Les expériences qui ont inspiré le scientifique à inventer une nouvelle échelle sont très simples. Elles sont les suivantes: Réaumur s'est fixé pour objectif de mesurer la température de transition entre les états d'agrégation d'un liquide vital pour l'homme qu'est l'eau, c'est-à-dire de déterminer quand il commence à se cristalliser avec formation de glace, et quand il commence à bouillir et se transformer en vapeur. À cette fin, le scientifique a décidé d'utiliser un thermomètre à alcool, qu'il a conçu lui-même.
Le thermomètre de Réaumur était un tube de verre d'environ 1,5 mètre de haut, qui se dilatait à la base en un récipient d'un diamètre d'environ 10 cm. Le tube était rempli d'un mélange d'alcool éthylique et d'eau et scellé aux deux extrémités.. C'est le mélange d'alcools qui a été choisi comme fluide de travail car cette substance alcoolique a un coefficient de dilatation thermique 4 fois plus élevé que l'eau. Ce dernier fait signifie que le niveau de la colonne d'alcool est très sensible aux changements de température, il peut donc être utilisé pour mesurer avec précision la quantité en question.
Réglant le niveau de la colonne d'alcool dans le thermomètre à 0 degré lorsque sa base est abaissée dans de la glace fondante, Réaumur a mesuré cette valeur en plaçant l'appareil dans de l'eau bouillante. Le scientifique a remarqué que si la hauteur initiale de la colonne d'alcool est de 1000 unités, sa valeur finale est de 1080 unités. Le nombre 80, comme la différence entre les niveaux chaud et froid d'une colonne dans un thermomètre, Réaumur a mis à la base de son échelle de température.
échelle octale
Comme il a été dit, 0 degré sur l'échelle de Réaumur (°R) correspond à la température de fusion de la glace, et 80°R au point d'ébullition de l'eau. Ça veut dire,que l'échelle proposée par le scientifique français est à quatre-vingts décimales, ce qui la distingue des échelles Celsius ou Kelvin, qui sont basées sur le nombre 100. Ce dernier fait, évidemment, a conduit à son déplacement progressif par ces échelles. Notre système de numération est décimal, donc utiliser des nombres comme 10, 100, etc. est beaucoup plus pratique que les valeurs intermédiaires.
Relation avec les échelles Celsius et Kelvin
Comme mentionné ci-dessus, la température de Réaumur n'est plus utilisée presque partout maintenant, cependant, elle est parfois utilisée lors de la préparation du sirop de sucre et dans la fabrication du caramel. Par conséquent, les formules de conversion des degrés Réaumur en degrés Celsius et Kelvin doivent être données. Ces formules sont les suivantes:
- C=1, 25R;
- K=1, 25R + 273, 15.
Dans les expressions présentées R, C, K - degrés Réaumur, Celsius et Kelvin, respectivement. Vérifier l'exactitude de la première formule est assez simple: nous y substituons la valeur de 80 ° R, à laquelle l'eau bout. On obtient alors: C \u003d 1, 2580 \u003d 100 ° C, ce qui correspond exactement au point d'ébullition de ce liquide dans des conditions normales dans l'échelle qui nous est familière.
Aussi, voici les formules inverses pour convertir les degrés Celsius et Kelvin en Réaumur:
- R=0.8C;
- R=0.8K - 218.52.
Notez que zéro degré Réaumur coïncide avec cette température Celsius.
Exemple de résolution de problème
Comme on peut le voir à partir des formules du paragraphe précédent, la conversion entre différentes échelles de mesurela température est assez facile. Résolvons un problème simple: « Dans la fabrication du caramel, on utilisait un thermomètre calibré au degré Réaumur qui, lors de la préparation des confiseries, affichait une valeur de 123°R. Combien de degrés afficherait le thermomètre s'il était calibré à l'échelle Celsius ?"
En utilisant la formule de conversion des degrés Réaumur en degrés Celsius, on obtient: C=1,25123=153,75 °C. Pour l'exhaustivité de la solution, nous traduisons également ces degrés en une valeur Kelvin, nous obtenons: K \u003d 1,25123 + 273, 15 \u003d 426,9 °K.
