Échelle Newton

L’échelle Newton est une échelle de mesure de température, développée vers 1700 par le physicien anglais Isaac Newton.

Définition

L’éponyme[1] de l’échelle de Newton[2] est Isaac Newton (-) qui l’a proposée en [2],[3]. Le point 12 est défini comme la température du corps humain[2] ; le point 24, comme la fusion de la cire[2] ; le point 48, comme la fusion d’un alliage d’étain et de bismuth[2] ; le point 96, comme la fusion du plomb[2] ; et le point 196, le maximum de l’échelle, comme la température d’une barre de fer chauffée au rouge[2].

Vers , Newton se consacre au problème de la chaleur. Il élabore une première échelle de température qualitative, consistant en une vingtaine de points de référence allant de « l’air froid en hiver » jusqu’aux « charbons ardents du feu de cuisine ». Cette façon de faire étant grossière et problématique, Newton en devint vite insatisfait.

Sachant que la plupart des substances se dilatent en se réchauffant, Newton prit un contenant d'huile de lin et mesura son changement de volume en fonction de ses points de référence. Il constata qu'un litre d'huile de lin à la température de la neige fondante atteignait 1,0725 litre à la température de l'eau bouillante.

Au bout d'un certain temps, il définit « zéro degré de chaleur » comme correspondant à la neige fondante et « 33 degrés de chaleur » comme correspondant à l'eau bouillante. Il baptisa son instrument un « thermomètre ».

Ainsi, l'unité de cette échelle, le degré Newton, vaut 100/33 d'un kelvin (ou d'un degré Celsius) et dispose du même zéro que le degré Celsius.

Ce thermomètre ancien, fabriqué vers 1758 par George Adams[4], comporte quatre échelles de température en usage à l'époque : Newton, Delisle, Fahrenheit et Réaumur.

Autres échelles

Différentes échelles sont utilisées pour mesurer la température : l’échelle Newton (établie vers 1700), Rømer (1701), Fahrenheit (1724), Réaumur (1731), Delisle (1738), centigrade (de Celsius) (1742), Rankine (1859), kelvin (1848), Leyden (ca. 1894 ?), Celsius (1948).

Comparaison des échelles de température[alpha 1]
Température kelvin[alpha 2] Celsius centigrade (historique) Fahrenheit originelle Fahrenheit historique Fahrenheit moderne (actuelle) Rankine Delisle Newton Réaumur Rømer
Zéro absolu. 0 −273,15 −273,197 −459,67 0 559,725 −90,14 −218,52 −135,90
Plus basse température naturelle relevée par télédétection à la surface de la Terre (pas in situ)[alpha 3]. 180,0 −93,2 −135,8 323,9 289,8 −30,8 −74,6 −41,4
Mélange eau/sel de Fahrenheit. 0
Origine de l'échelle Celsius moderne. 273,15 0 32 491,67 150 0 0 7,5
Température de fusion de l’eau (à la pression standard)[alpha 4]. 273,150 089(10) 0,000 089(10) 0 32 32 32,000 160(18) 491,670 160(18) ≈ 150 ≈ 0 ≈ 0 ≈ 7,5
Température du point triple de l’eau. 273,1600(1) 0,0100(1) 32,0180(18)
Température moyenne à la surface de la Terre. 288 15 59 518,67 127,5 4,95 12 15,375
Température moyenne du corps humain. 309,95 36,8 98,24 557,91 94,8 12,144 29,44 26,82
Plus haute température naturelle enregistrée à la surface de la Terre[alpha 5]. 329,8 56,7 134 593,67 67,5 18,7 45,3 33,94
Température de vaporisation de l’eau (à la pression standard). 373,133 9 99,983 9 100 ≈ 212 212 211,971 671,641 0 33 80 60
Température de fusion du titane. 1 941 1 668 3 034 3 494 −2 352 550 1 334 883
Température estimée de la surface du Soleil. 5 800 5 526 9 980 10 440 −8 140 1 823 4 421 2 909
  1. Certains nombres de ce tableau ont été arrondis. Les valeurs en gras sont celles qui, par définition des différentes échelles, sont exactes (c'est-à-dire qui ont un nombre infini de chiffres significatifs).
  2. On écrit « kelvin » avec un k minuscule car c’est une unité du Système international, même si elle porte le nom de Lord Kelvin. En revanche, le symbole est un K majuscule.
  3. Enregistrée par satellite en Antarctique le [5].
  4. Les échelles de température modernes étant définies par le point triple de l'eau fixé à 0,01 °C, il en résulte que la température de fusion de l'eau mesurée précisément est de 0,000 089(10) °C.
  5. Enregistrée à Furnace Creek aux États-Unis le 10 juillet 1913[6].

Notes et références
  1. Taillet, Villain et Febvre 2018, s.v.Newton, Sir Isaac (-), p. 893.
  2. Taillet, Villain et Febvre 2018, s.v.échelle de Newton, p. 240, col. 2.
  3. Newton 1701.
  4. George Adams (1709-1772) de Fleet Street, Londres, fabricant d'instruments mathématiques pour le roi George III (à partir de 1756)
  5. NASA, « La Nasa identifie l'endroit le plus froid de la Terre », Le Figaro, (consulté le ).
  6. Commission de climatologie, « Communiqué de presse no 956 », Organisation météorologique mondiale, (consulté le ).

Voir aussi

Article original

Bibliographie
  • [Taillet, Villain et Febvre 2018] Richard Taillet, Loïc Villain et Pascal Febvre, Dictionnaire de physique : + de 6500 termes, nombreuses références historiques, des milliers de références bibliographiques, Louvain-la-Neuve, De Boeck Supérieur, hors coll., , 4e éd. (1re éd. ), 1 vol., X-956 p., ill., 17 × 24 cm (ISBN 978-2-8073-0744-5, EAN 9782807307445, OCLC 1022951339, SUDOC 224228161, présentation en ligne, lire en ligne), s.v.échelle de Newton, p. 240, col. 2. 
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