Comment convertir Celsius en Kelvin

Savoir convertir des degrés Celsius en Kelvin est essentiel pour tout étudiant en chimie, physique ou biologie puisque la température est une variable qui intervient dans pratiquement tous les phénomènes naturels. Cette conversion est très facile puisque les deux échelles ne diffèrent que par la position du zéro de l’échelle. Cependant, il est plus facile à comprendre et surtout à retenir si vous comprenez d’où viennent les deux échelles et comment elles sont utilisées.

Échelle Celsius (°C)

C’est une échelle de température inventée en 1742 par Anders Celsius, un astronome suédois. Cette échelle est établie en fonction des points de congélation et d’ébullition de l’eau au niveau de la mer. Le point de congélation de l’eau est le point de référence auquel la température de 0 °C a été attribuée , tandis que le point d’ébullition a été attribué à la température de 100 °C , c’est pourquoi on l’appelait à l’origine l’échelle de température centigrade, une dénomination qui reste encore perdure aujourd’hui dans l’usage courant.

L’échelle Celsius est une échelle de température relative. Cela signifie qu’il ne mesure pas la température absolue d’un corps, mais exprime seulement à quel point sa température est supérieure ou inférieure à la température de référence, dans ce cas, celle du point de fusion ou de congélation de l’eau. La deuxième température de référence est utilisée pour déterminer la « taille » du degré Celsius.

Le Kelvin et l’échelle de température absolue (K)

Contrairement à l’échelle centigrade ou Celsius, l’échelle Kelvin est une échelle de température absolue , puisqu’elle ne dépend d’aucun point de référence. Zéro sur l’échelle Kelvin indique en fait l’absence d’énergie thermique dans un corps. C’est-à-dire que le 0 de l’échelle Kelvin est le zéro absolu de la température, il ne peut y avoir de température en dessous. Il a été établi par William Thompson (également connu sous son pair, Lord Kelvin) en 1848, qui a attribué à chaque unité sur son échelle la même taille que le degré sur l’échelle Celsius. Cela rend la conversion de Celsius en Kelvin beaucoup plus facile, puisque la seule différence entre les deux échelles est l’emplacement du zéro absolu, qui correspond à -273,15 °C.

Il convient de noter que l’unité sur l’échelle Kelvin s’appelle Kelvin et son symbole est K ; il ne s’appelle pas un « degré » Kelvin et ne porte pas non plus le symbole du degré (°). 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 les degrés Celsius en Kelvin

Pour transformer des degrés Celsius en Kelvin, il suffit de prendre la température en degrés Celsius et d’ajouter 273,15. Il s’écrit couramment :

En utilisant cette formule, °C représente la température en degrés Celsius (celui que vous voulez convertir) et non en degré Celsius, et le résultat est directement en Kelvin. Pour éviter toute confusion entre les variables qui apparaissent dans l’équation et les unités de température, il est préférable de ne pas placer les unités au moment de la conversion, mais uniquement la valeur numérique. Après avoir effectué l’opération, le symbole Kelvin (K) est placé.

Exemple:

Supposons que nous voulions convertir la température moyenne du corps humain, qui est de 37,00 °C, en Kelvin. La première étape consiste à substituer 37,00 à °C dans la formule (sans unités pour éviter toute confusion). Ensuite, l’opération est effectuée, et enfin K est ajouté :

Une forme plus correcte de la formule pour convertir Celsius en Kelvin

La formule ci-dessus, bien qu’elle soit facile à utiliser, prête souvent à confusion car les unités ne peuvent être incluses qu’à la fin. Pour éviter cela, il est préférable d’utiliser une forme plus correcte de la même équation. Dans de nombreux livres de physique et de thermodynamique, la température absolue est représentée par la lettre T, tandis que la température relative en degrés Celsius est représentée par la lettre grecque θ ( thêta , qui est t dans l’alphabet grec). Ainsi, la formule précédente est :

Dans ce cas, K et °C représentent les unités Kelvin et degrés Celsius, tandis que T et θ représentent les températures dans les unités respectives. Pour obtenir la température en Kelvin (c’est-à-dire T), il suffit de résoudre T en multipliant les deux côtés de l’équation par K.

Exemple:

Supposons que vous vouliez transformer le point d’ébullition de l’argon, qui est de -185,8 °C, en Kelvin. Dans ce cas, vous avez θ = -185,8 °C et vous voulez connaître la valeur de T. Donc, il vous suffit de brancher θ dans la formule et de résoudre pour T :

Il est important de noter que les unités du premier terme du côté droit s’annulent, de sorte que le nombre résultant peut être ajouté à 273,15. Maintenant, en effaçant T, qui est la température en Kelvin (celle que l’on veut), on obtient :

Des indices pour convertir des degrés Celsius en Kelvin

Chaque fois qu’une conversion d’unité est effectuée, il est important de vérifier que le résultat a du sens, car même l’ingénieur le plus expérimenté peut faire une erreur, même en utilisant des formules aussi simples que celle-ci. Dans le cas des conversions de Celsius en Kelvin et vice versa, dans un cas il faut ajouter 273,15 et dans l’autre il faut soustraire, et il est très courant d’oublier quand faire l’un ou l’autre. Pour s’assurer que la conversion s’effectue toujours correctement, les deux indices suivants peuvent être pris en compte :

• La température en Kelvin doit toujours être supérieure à la température en degrés Celsius . Par exemple, si lors de la transformation de 400 °C en Kelvin, le résultat donne 127 K, la transformation est fausse, car la température en Kelvin ne peut jamais être inférieure à la température en °C.
• La température en Kelvin ne peut jamais être négative , car il s’agit d’une échelle absolue et la valeur minimale est zéro (pas d’unités, juste zéro). Si, lorsque vous convertissez une température en Kelvin, le résultat est, disons, -150 K, la conversion est fausse.

La conversion inverse, de Kelvin à Celsius

Pour convertir de Kelvin en degrés Celsius, il vous suffit de résoudre l’une des deux équations, ce qui implique de soustraire 273,15 des deux côtés de la formule :

Ou, plus exactement,

Comment convertir Celsius en d’autres unités

La température en degrés Celsius peut être convertie en n’importe quelle autre échelle de température, qu’elle soit relative ou absolue. Par exemple, vous pouvez également convertir des degrés Celsius en Fahrenheit (qui est une échelle relative) ou vous pouvez convertir des degrés Celsius en Rankine (qui est une échelle absolue).

Sources

• Atkins, P. & dePaula, J. (2008). Chimie Physique . (8e éd.). Éditorial médical panaméricain.