Chaleur et Température On confond souvent chaleur et température, et on va voir en quoi les deux idées sont assez différentes, même si elles sont très liées, bien sûr. Le plus simple à comprendre, cest la température. !ans un ob"et, quel quil soit, les molécules, les atomes qui le constituent ne sont pas immobiles. #u contraire, ils bou$ent extrêmement rapidement, mais comme ils sont tout petits, on ne le voit pas, bien entendu. %ette a$itation désordonnée des particules de lob"et est appelée a$itation thermique. La température mesure le de$ré da$itation des particules & plus les molécules dun ob"et sont a$itées, plus il est chaud. 'oins elles bou$ent, plus il est froid. On ( mesure ) la température en de$rés %elsius, ou *elvin. Ou même +ahrenheit. our cette raison, il existe une température minimale, appelée le zéro absolu. Les molécules dun ob"et au zéro absolu ne bou$ent plus du tout. -lles sont immobiles. On ne peut donc pas descendre au dessous de cette température, puisque les molécules ne peuvent plus bou$er moins %ette température est de /012 de$rés %elsius. On mesure souvent du coup la température en *elvin 3on note *4. Les *elvin et les %elsius sont en $ros la même échelle, décalée de 012 de$rés. 5 6% correspondent à 012 6*. O 6* est le zéro absolu, à /012 6%. renons un ob"et froid et un ob"et chaud, en contact. Les molécules de lob"et chaud sont plus a$itées, et elles se co$nent aux molécules de lob"et froid. !u coup, les molécules de lob"et froid commencent à bou$er plus vite, alors que celles de lob"et chaud sont ralenties. On dit que lob"et chaud donne de la chaleur au froid. La chaleur, cest le transfert de la$itation thermique. %est différent de la température. Les deux ob"ets, en séchan$eant de la chaleur, chan$ent de température. Or nous, ce que nous sentons quand nous touchons un ob"et, 7a nest pas directement la température, mais la chaleur que cet ob"et nous donne ou nous prend. 8ma$inez un morceau de métal et un morceau de bois dans la même pièce depuis lon$temps & ils sont à la même température. ar contre, quand vous touchez le morceau de métal, il vous parait plus froid. %est simplement parce quil vous prend plus de chaleur & il conduit mieux la chaleur, et peut en 9contenir9 plus. Le morceau de bois est à la même température, mais il ne conduit pas bien la chaleur. :ne autre preuve, cest que quelque chose vous parait chaud quand il est plus chaud que vos mains. -t plus froid sinon. ;ous percevons bien la chaleur et non la température our vous en persuader, mettez une main dans un bol deau chaude, une main dans un bol deau froide, et ensuite les deux dans un bol deau tiède & lune vous dira que cette eau est froide et lautre que cette eau est chaude !e même, quand quelquun marche sur des charbons, sans se brûler, 7a ne si$nifie pas que les charbons ne sont pas chauds. #u contraire. 'ais plut
Chaleur, température Objectifs
#border le concept de conduction thermique. !istin$uer température et sensation de chaud et de froid. 8nciter à éprouver le besoin de mesurer pour plus de ri$ueur. Niveaux & à partir du c=cle 2 de l>école primaire.
Situation-problème
( ?uand "e touche la table, le dessus en bois est chaud et le pied en métal est froid . 8l sont pourtant tous les deux dans la même pièce depuis lon$temps 8ls devraient être à la même température ) ?u>en pensez/vous @
Rupture
8ls sont effectivement à la même températureA. même si la sensation que l>on ressent est différente. Bois C isolant thermique & la chaleur de la main, qui est plus chaude, ne se propa$e pas. %ela procure une sensation de chaud 3chaleur de la main4. 'étal C conducteur thermique & la chaleur de la main se propa$e et ne reste donc pas localisée à l>endroit touché. Le métal est ressenti comme froid 3température de la pièce4. 8l = a donc bien une différence entre la température effective d>un corps et la sensation thermique que l>on peut ressentir. L>idée que la sensation est différente de la température réelle peut être confirmée par la situation/problème suivante 3que l>on peut aborder dès le c=cle 0 de l>école primaire, en particulier pour faire prendre conscience que la mesure est plus ob"ective que la simple prise en compte de la sensation per7ue par la main4 & On prend quatre seaux. On remplit le premier d>eau froide 3environ D5 64 , le deuxième d>eau chaude 3environ E564 et les deux autres d>eau tiède 3environ 2564. On donne 0 seaux à chaque $roupe d>élèves. On demande au premier $roupe de tremper une main dans l>eau froide puis tiède & l>eau tiède leur paraFt chaude. -n même temps, on demande au deuxième $roupe de tremper leur main dans l>eau chaude puis tiède & cette dernière leur paraFt froide. ?ui a raison et comment faire pour le savoir @
Nouvelle rupture
ourtant l>eau tiède a la même température dans les 0 seaux La sensation est différente après avoir touché de l>eau plus froide ou plus chaude que l>eau tiède. La sensation de chaud ou de froid est donc bien relative et différente de la température effective. our entériner cela, on peut su$$érer à l>ensemble des élèves de faire les deux manipulations l>une après l>autre.
