Fahrenheit
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Le degré Fahrenheit (°F[1]) est une unité de mesure de la température, proposée par le physicien allemand Daniel Gabriel Fahrenheit en 1724[2]. Dans cette échelle, le point de fusion de l’eau est de 32 degrés, et son point d’ébullition d'environ 212 degrés. Une différence d’un degré Fahrenheit est égale à une différence de 5⁄9 de kelvin ou de degré Celsius[3].
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Utilisation [modifier]
L’échelle de Fahrenheit est aujourd'hui utilisée aux États-Unis, à Bélize et aux Îles Caïman. Au Canada, elle est, selon la loi, utilisable au titre d'échelle complémentaire; elle reste néanmoins la seule échelle utilisée dans la pratique[4][réf. insuffisante]. Dans les autres pays du Commonwealth, où elle était largement utilisée, elle a été remplacée par l'échelle Celsius au cours de la seconde moitié du XXe siècle[5].
Historique [modifier]
Définition initiale [modifier]
Fahrenheit a décidé de définir son échelle par deux températures de référence:
- une température basse, qui sera la plus basse qu’il ait mesurée durant le rude hiver de 1708 à 1709 dans sa ville natale de Danzig. Plus tard, en laboratoire, il a atteint cette température lors de la solidification d’un mélange d’un volume égal de chlorure d’ammonium et d’eau.
- une température haute, celle du sang du cheval.
Il divise d'abord cet intervalle en 12 unités avant de se raviser et de subdiviser chacune de ces unités en 8 degrés. La différence entre les deux températures de référence est dès lors fixée à 12 × 8, soit 96 degrés (°F).
Fahrenheit observa que, dans son échelle, l’eau gèle, à pression atmosphérique, à 32 degrés et bout à 212 degrés, soit une différence de 180 degrés.
Alignement sur les changements d'état de l'eau [modifier]
Quelque temps après la mort de Daniel Fahrenheit, on constata que les points de solidification et d’ébullition de l'eau pure dans son échelle auraient été légèrement différents de 32 °F et 212 °F, respectivement. Il fut alors décidé de recalibrer l’échelle en prenant les valeurs 32 °F et 212 °F comme points de solidification et d’ébullition de l’eau pure.[réf. nécessaire]
Alignement sur le système international [modifier]
L'échelle Fahrenheit actuelle est définie par une stricte correspondance avec l'échelle Kelvin du système international d'unités de mesure:
- le zéro absolu (0,00 K) est à -459,67 °F, et
- un écart de température de 5 K est égal à un écart de 9 °F.
Dans cette échelle, le point de fusion de la glace, sous pression atmosphérique normale, est à 32,000 °F, et le point d'ébullition à 211,955 °F. Mais aussi la solidification 366,456 °F .
Conversion en degrés Celsius [modifier]
Pour convertir en degrés Celsius une température donnée en degrés Fahrenheit, il suffit de soustraire 32, de diviser par 1,8 (9/5 = 1,8) le nombre ainsi obtenu.
- T(°C) = (T(°F) - 32)/1,8
- T(°F) = T(°C)×1,8 + 32
Pour 50 °F, on obtient : 50 − 32 = 18, puis 18/1,8 = 10 ; donc 50 °F = 10 °C.
Quelques températures notables [modifier]
| °F | °C | Commentaire |
|---|---|---|
| 0 | –17,778 | Température la plus basse que Gabriel Fahrenheit ait pu mesurer en laboratoire |
| 32 | 0 | Point de fusion de la glace |
| 98,6 | 37 | Température approximative du corps humain |
| 100 | 37,778 | |
| 211,955 | 99,975 | Point d’ébullition de l’eau (valeur précise) à la pression atmosphérique dite normale |
| 212 | 100 | Point d’ébullition de l’eau (valeur usuelle approchée) à la pression atmosphérique dite normale |
Quelques points d'alignement Fahrenheit/Celsius [modifier]
| °F | °C | Commentaire |
|---|---|---|
| –40 | –40 | Point remarquable pour l’équivalence exacte des échelles |
| 5 | –15 | |
| 14 | –10 | |
| 23 | – 5 | |
| 32 | 0 | Point de fusion de la glace |
| 41 | 5 | |
| 50 | 10 | |
| 59 | 15 | |
| 68 | 20 | |
| 77 | 25 | |
| 86 | 30 | |
| 95 | 35 | |
| 100 | 37,778 | Température approximative du sang de cheval |
| 104 | 40 | |
| 113 | 45 | |
| 122 | 50 | |
| 131 | 55 | |
| 140 | 60 | |
| 149 | 65 | |
| 158 | 70 | |
| 167 | 75 | |
| 176 | 80 | |
| 185 | 85 | |
| 194 | 90 | |
| 203 | 95 | |
| 212 | 100 | Point d’ébullition de l'eau |
Conversions dans d'autres échelles de température [modifier]
| Kelvin | [K] = ([°F] + 459,67) · 5/9 | [°F] = [K] · 9/5 − 459,67 |
|---|---|---|
| Celsius | [°C] = ([°F] − 32) · 5/9 | [°F] = [°C] · 9/5 + 32 |
| Rankine | [°Ra] = [°F] + 459,67 | [°F] = [°Ra] − 459,67 |
| Réaumur | [°Ré] = ([°F] − 32) · 4/9 | [°F] = [°Ré] · 9/4 + 32 |
| Newton | [°N] = ([°F] − 32) · 11/60 | [°F] = [°N] · 60/11 + 32 |
| Rømer | [°Rø] = ([°F] − 32) · 7/24 + 7,5 | [°F] = ([°Rø] − 7,5) · 24/7 + 32 |
| Delisle | [°De] = (212 − [°F]) · 5/6 | [°F] = 212 − [°De] · 6/5 |
Notes et références [modifier]
- Symbole, en deux caractères (°F) ou un seul (℉, Unicode U+2109)
- (en) Robert T. Balmer, Modern Engineering Thermodynamics, Academic Press, 2010 (ISBN 978-0-12-374996-3) [lire en ligne (page consultée le 2011-07-17)], p. 9
- On sait que l'échelle Celsius, dont le pas (1°C) est par définition égal à celui de l'échelle Kelvin (1K), diffère légèrement de la traditionnelle échelle centigrade.
- Loi sur les poids et mesures - Ministère de la Justice du Canada, Titre 4 (5)
- (en) Metric usage and metrication in other countries, U.S. Metric Association, 21 août 2012
Article connexe [modifier]
- Fahrenheit 451, roman de Ray Bradbury publié en 1953, et adapté au cinéma par François Truffaut en 1966. Le titre fait référence au point d'auto-inflammation du papier.
