Degré Fahrenheit


Degré Fahrenheit

Fahrenheit

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Thermomètre à alcool à double échelle de mesure
°F vs °C

Le degré Fahrenheit (°F ou ℉, caractère Unicode U+2109) est une unité de mesure de la température, qui doit son nom au physicien allemand Daniel Gabriel Fahrenheit, qui la proposa en 1724. Dans l'échelle de température de Fahrenheit, le point de solidification de l'eau est de 32 degrés, et son point d'ébullition est de 212 degrés. On en déduit qu'une différence d'un degré Fahrenheit équivaut à une différence de 59 de kelvin ou de degré Celsius.

Fahrenheit décida de fixer le zéro de son échelle comme étant la plus basse température qu'il ait mesurée durant le rude hiver de 1708 à 1709 dans sa ville natale de Dantzig. 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. Il fixa la valeur à 96 degrés (96 valant 12 × 8) comme la température du sang (il utilisa un cheval pour ses premiers calibrages). Tout d'abord, son échelle n'avait que 12 divisions, mais plus tard, il subdivisa chaque division en 8 degrés égaux, d'où la valeur de 96 degrés pour le haut de son échelle. Il observa alors que l'eau gèle à 32 degrés et bout à 212 degrés. Il y a donc 180 degrés entre la solidification et l'ébullition de l'eau.

Ces mesures n'étaient pas totalement exactes, car dans son échelle originelle les points de solidification et d'ébullition auraient été légèrement différents de 32 °F et 212 °F, respectivement. Quelque temps après sa mort, cette erreur fut découverte et il fut 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. Il en résulta que la température d'un corps humain sain est de 98,6 °F plutôt que 96 °F.

Une légende prétend que le point 0 °F est la température la plus froide enregistrée en Angleterre et 100 °F la température la plus chaude (qui fut légèrement dépassée pendant la canicule européenne de 2003).

L'échelle de Fahrenheit était largement utilisée en Europe jusqu'à son remplacement par l'échelle de Celsius. Elle est toujours utilisée de nos jours aux États-Unis et dans certains pays anglophones.

Sommaire

Quelques équivalences

En voyage aux États-Unis, il n’est pas toujours aisé de suivre les bulletins météo pour une personne habituée aux températures en degrés Celsius.

Pour s’y retrouver, il suffit de prendre la température du jour en degrés Fahrenheit, à laquelle on soustrait 32 puis diviser le résultat par 95 (1,8).

Exemple : pour 50 °F, on obtient : 50 − 32 = 18, puis 181,8 = 10, donc 50 °F = 10 °C.

Dans cette unité et sous pression atmosphérique normale, l’eau pure gèle à 32 °F exactement et bout à 212 °F (valeur approchée, voir note ci-dessous).

Petit tableau de correspondance entre degrés Fahrenheit et degrés Celsius.
°F °C Commentaire
– 40,000 – 40,000 Point remarquable pour l’équivalence des échelles
0,000 – 17,778 Température la plus basse que Gabriel Fahrenheit ait pu mesurer en laboratoire
5,000 – 15,000 Points remarquables pour l’équivalence des échelles
14,000 – 10,000
23,000 – 5,000
32,000 0,000 Gel de l’eau
41,000 5,000 Points remarquables pour l’équivalence des échelles
50,000 10,000
59,000 15,000
68,000 20,000 Condition dite normale en laboratoire, ou moyenne idéale d’un climat tempéré
77,000 25,000 Points remarquables pour l’équivalence des échelles
86,000 30,000
95,000 35,000
98,600 37,000 Température approximative du corps humain
104,000 40,000 Points remarquables pour l’équivalence des échelles
113,000 45,000
122,000 50,000
131,000 55,000
140,000 60,000
149,000 65,000
158,000 70,000
167,000 75,000
176,000 80,000
185,000 85,000
194,000 90,000
203,000 95,000
211,955 99,975 Point d’ébullition de l’eau (valeur précise mesurée) à la pression atmosphérique dite normale (voir note ci-dessous)
212,000 100,000 Point d’ébullition de l’eau (valeur usuelle approchée) à la pression atmosphérique dite normale (voir note ci-dessous)

Note : il existe aujourd'hui une très légère différence entre l'échelle de température en degrés Celsius et en degrés centrigrades.

  • Initialement l'échelle de Celsius divisait exactement en 100 unités la différence de température entre le point de gel et le point d'ébullition de l'eau. Cependant, suite à la normalisation du kelvin comme unité de mesure thermodynamique absolue et la fixation du point de gel de l'eau à 273,15 K exactement, et à la redéfinition de l'échelle de Celsius avec le même pas que l'échelle en kelvins, le point d'ébullition de l'eau a été mesuré dans la nouvelle échelle de Celsius avec une légère différence : l'eau bout ainsi à 99,975 °C (et non plus exactement à 100 °C comme auparavant), un écart d'un quarantième de degrés Celsius généralement considéré comme insignifiant pour l'usage météorologique (mais pas pour l'usage climatologique).
  • Pour utiliser une échelle conservant les 100 unités exactes entre les deux points remarquables de l'eau, on parle de degrés centigrades, où l'eau bout à 100 °C exactement (historiquement, degrés Celsius et centigrades étaient équivalents, et c'est encore le cas dans l'usage courant si on omet cette légère différence).
  • Les formules de conversion entre degrés Celsius et Fahrenheit ont été conservées (ce qui a donc conduit aussi à la redéfinition exacte de l'échelle de Fahrenheit, en référence avec l'échelle normalisée en kelvins ou en actuels degrés Celsius), afin qu'un écart de température de 9 °F corresponde encore exactement à un écart de 5 °C ou 5 K (et donc d'environ 4,99875 degrés centigrades).
  • Le point d'ébullition de l'eau ne sert donc plus à définir aucune autre échelle que les degrés centigrades (hors du système international SI des unités de mesures normalisées), ce point ayant été remplacé par le point zéro de température absolue; seul le point de gel reste utilisé pour établir l'échelle en degrés Celsius, et sa correspondance exacte dans l'échelle de Fahrenheit.

Conversions avec les autres unités

Degrés Fahrenheit
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

Autres échelles de température

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 (1862), Leyden (ca. 1894?) et Celsius (1948).

Comparaison des échelles de température1
Commentaire kelvin2 Celsius centigrade Fahrenheit Rankine Delisle Newton Réaumur Rømer
Zéro absolu 0 −273,15 −459,67 0 559,725 −90,14 −218,52 −135,90
Plus basse température enregistrée à la surface de la Terre3 184 −89 −128,2 331,47 283,5 −29,37 −71,2 −39,225
Mélange eau/sel de Fahrenheit 255,37 −17,78 0 459,67 176,67 −5,87 −14,22 −1,83
Température de fusion de l’eau (à la pression standard) 273,15 0 0 32 491,67 150 0 0 7,5
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 enregistrée à la surface de la Terre4 331 58 136,4 596,07 63 19,14 46,4 37,95
Température de vaporisation de l’eau (à la pression standard) 373,125 99,975 100 212 671,67 0 33 80 60
Température de fusion du titane 1 941 1 668 3 034 3 494 −2 352 550 1 334 883
Température 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.
2. La désignation de l’échelle « kelvin » est tout en minuscules car c’est une unité du Système international, même si elle porte le nom de Lord Kelvin.
3. Enregistrée à la Base antarctique Vostok le 21 juillet 1983
4. Enregistrée à El Azizia en Libye le 13 septembre 1922.

Notes et références


Lien externe

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