2 Principe zéro de la thermodynamique␋Notion d'échelles thermométriques ␋

Principe zéro
Deux systèmes thermodynamiques (A et C) en équilibre avec un troisième (B) sont en équilibre entre eux.

Leur propriété commune est la température. Cela veut dire que pour qu'il ait transfert d'énergie, il faut une différence de température.

2 Temperature
La température est une variable d'état intensive. Sa valeur détermine, avec celle de la pression, l'état des corps purs.
La température est la manifestation, à l'échelle macroscopique, du mouvement des atomes et molécules. Elle est directement liée à l'énergie cinétique moyenne des constituants microscopiques de la matière.

La température d'un système est une fonction croissante du degré d'agitation thermique des particules, c'est-à-dire de son énergie thermique. Elle est définit par l'équilibre de transfert de chaleur avec d'autres systèmes.
Par exemple, quand l'agitation est faible, l'objet est froid au toucher. Cette sensation est due à un transfert de chaleur des doigts vers l'objet.

Elle se mesure au moyen d'un thermomètre et est étudiée par la thermométrie.

3. Chaleur
Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !  Ceci est faux en thermodynamique !
La chaleur est définie comme un transfert de l'agitation thermique des particules au niveau microscopique.
La chaleur ne peut passer que du système le plus chaud vers le système le plus froid. Cette hypothèse est confirmée par le second principe de la thermodynamique qui introduit la fonction d'état entropie.

4. Thermomètre et thermostat
Les températures sont mesurées avec un thermomètre, appareil contenant une substance qui présente des états faciles à définir et à reproduire, comme les points de solidification et d'ébullition de l'eau pure.
À partir de ces états, on peut construire une échelle graduée de température.

On peut ainsi déterminer la température de tout système en le mettant en contact thermique avec un autre système (thermomètre) beaucoup plus petit que lui pour que sa température ne soit pas modifiée par celle du thermomètre.
Le premier système de grande capacité impose sa température au petit (thermomètre) ; c'est un thermostat.
Le petit système (thermomètre) permet alors d'obtenir des renseignements quantitatifs sur la température du thermostat, en mesurant une propriété dont on connaît la loi de variation en fonction de la température.

5. Définition d'une échelle de température
La définition complète d'une échelle de température est liée aux quatre points suivants :
Choix du corps qui constitue le thermomètre.

Choix d'une propriété spécifique à ce corps (résistivité électrique, volume,...). Cette propriété doit varier de façon régulière avec la température.

Choix de deux températures de référence q1 et q2 correspondants aux valeurs x1 et x2 de la propriété x choisie en supposant que sa variation avec la température est linéaire par exemple.

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