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La température est l’une des variables les plus mesurées dans une myriade de domaines allant de la recherche scientifique à l’ingénierie et aux sciences spatiales. C’est une propriété de la matière qui peut être exprimée en différentes unités, y compris l’échelle Fahrenheit et l’échelle Kelvin. La première est l’unité la plus largement utilisée en ingénierie et dans des pays comme les États-Unis et l’Angleterre, où le système d’unités impérial est encore utilisé.
D’autre part, la température absolue en Kelvin est essentielle dans de nombreuses branches de la physique et de la chimie, notamment en ce qui concerne l’étude des gaz parfaits et de la thermodynamique. Pour cette raison, savoir comment convertir Kelvin en Fahrenheit est très utile, et cet article enseigne comment le faire de différentes manières.
Mais avant d’apprendre à convertir ces deux unités de température, il est nécessaire d’avoir une idée de ce que sont les deux échelles.
Échelle Fahrenheit
L’échelle Fahrenheit est une échelle relative de température. Cela signifie que toutes les températures exprimées sur cette échelle indiquent uniquement si une température est inférieure ou supérieure à une température de référence, mais n’indiquent pas réellement la température d’un point particulier.
Comme toute échelle de température relative, l’échelle Fahrenheit a été établie à l’aide de deux points de référence : une température basse qui représente le « zéro » de l’échelle et une seconde température qui définit la taille de chaque degré Fahrenheit.
Il existe différentes versions, mais elles semblent toutes convenir que Fahrenheit a décidé d’établir la température la plus basse qu’il pouvait enregistrer comme le zéro de son échelle, afin d’éviter les températures négatives. Cela correspondait à un mélange d’eau, de glace et de chlorure d’ammonium. Ce mélange a la particularité d’atteindre une température d’équilibre assez stable et aussi assez basse, c’est pourquoi Fahrenheit a attribué zéro sur son échelle à ce point.
Le point de référence suivant, selon certains auteurs, était le point de congélation de l’eau, auquel il attribuait une température de 32 °F afin de diviser l’échelle entre 0 et 32 en 4 groupes de 8 unités chacun, ce qui est très commun dans le système d’unités impériales britanniques. En utilisant cette échelle, la température d’ébullition normale de l’eau se situe à 212 °F.
L’échelle de température absolue et le Kelvin (K)
Contrairement à l’échelle Fahrenheit, l’échelle Kelvin est une échelle de température absolue , qui ne dépend d’aucun point de référence. Zéro sur l’échelle Kelvin indique en fait l’absence d’énergie thermique dans un corps. Il a été créé par William Thompson (également connu sous le nom de Lord Kelvin, d’où son nom) en 1848, qui a attribué à chaque unité de son échelle la même taille que le degré sur l’échelle Celsius ou centigrade. Cela rend la conversion de Kelvin en Celsius beaucoup plus facile, mais rend la conversion en Fahrenheit un peu moins facile.
Il convient de noter que l’unité de température sur l’échelle Kelvin est appelée Kelvin et son symbole est K ; Il ne s’appelle pas un degré Kelvin ni son symbole °K. C’est précisément parce qu’il s’agit d’une échelle absolue et non relative. Par exemple, 273 K se lit deux cent soixante-treize Kelvin et non deux cent soixante-treize « degrés » Kelvin.
Formule pour convertir Kelvin en Fahrenheit
La transformation de Kelvin en Fahrenheit se fait généralement indirectement, en passant d’abord en Celsius puis en Fahrenheit. Cependant, nous présentons ici un moyen plus rapide et plus direct qui vous permet de sauter une étape.
En utilisant les températures de référence indiquées ci-dessus et sachant que le point de congélation de l’eau est à une température de 273,15 K (correspondant à 32 °F) et que le point d’ébullition est à 373,15 K (correspondant à 212 °F), on peut en déduire que chaque unité Kelvin est égale à 1,8 ou 9/5 de degré Fahrenheit. Ces observations sont résumées dans la formule suivante pour convertir Kelvin en Fahrenheit :
Cette formule est très simple, mais elle peut être encore simplifiée en divisant la fraction pour obtenir un nombre décimal. Dans ce cas, l’équation reste :
Dans les deux formules, °F représente la température en degrés Fahrenheit (celle que vous souhaitez déterminer) et K représente la température sur l’échelle Kelvin (celle que vous souhaitez convertir).
Ainsi, la conversion de K en °F est un processus simple en deux étapes :
Étape 1 : Multipliez la température en Kelvin par 1,8
Étape 2 : Le résultat de la multiplication est soustrait 459,67
Exemples de conversion de Kelvin en Fahrenheit
Exemple 1:
On souhaite transformer la température corporelle moyenne, qui est de 310,15 K, en degrés Fahrenheit. Remplacez d’abord 310.15 dans la formule où K apparaît.
Ensuite, les deux opérations sont effectuées :
Enfin, 310,15 K équivaut à 98,6 °F.
Exemple 2 :
Maintenant, supposons que nous voulions convertir 150 K en Fahrenheit. Comme précédemment, vous commencez par substituer cette température dans la formule :
Ensuite, les deux opérations sont effectuées :
Enfin, 150 K équivaut à -189,67 °F.
La conversion inverse, de Fahrenheit à Kelvin
Le processus inverse est tout aussi simple. Pour obtenir la formule de transformation de Fahrenheit en Kelvin, il suffit d’effacer ou de résoudre l’équation de K. Le résultat est :
Vous pouvez également éviter d’utiliser la fraction de la même manière qu’auparavant. Le résultat est:
conseil d’expert
Lors de l’utilisation de ces formules, les unités ne doivent pas être incluses car cela peut créer une confusion avec les deux températures. Ils ne doivent être placés qu’une fois la conversion terminée.
Les références
Brown, T. (2021). Chimie: The Central Science (11e éd.). Londres, Angleterre : Pearson Education.
Le traitement mathématique des résultats de mesure. (s.d.). Extrait de https://espanol.libretexts.org/@go/page/1798
Les mesures. (2020, 30 octobre). Extrait de https://espanol.libretexts.org/@go/page/1796
Les rédacteurs de l’Encyclopaedia Britannica. (2018, 25 octobre). Échelle de température Fahrenheit | Définition, formule et faits. Extrait de https://www.britannica.com/science/Fahrenheit-temperature-scale
