Échelle Newton

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

portrait de Isaac Newton

Définition

L’éponyme^[1] de l’échelle de Newton^[2] est Isaac Newton (1643-1727) qui l’a proposée en 1701^[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 1700, 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^[a]

Échelle → Température ↓	Kelvin	Celsius	Centigrade (historique)	Fahrenheit			Rankine	Delisle	Newton	Réaumur	Rømer
				originelle	historique	actuelle
Zéro absolu	0	−273,15	−273,197			−459,67	0	559,725	−90,14	−218,52	−135,90
Plus basse température naturelle relevée à la surface de la Terre par télédétection[b]	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
Point de fusion de l'eau (à pression atmosphérique)[c]	273,150 089(10)	0,000 089(10)	0	32	32	32,000 160(18)	491,670 160(18)	≈ 150	≈ 0	≈ 0	≈ 7,5
Point triple de l'eau	273,160 0(1)	0,010 0(1)				32,018 0(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[d]	329,8	56,7				134	593,67	67,5	18,7	45,3	33,94
Point d'ébullition de l'eau (à pression atmosphérique)	373,133 9	99,983 9	100	≈ 212	212	211,971	671,641	0	33	80	60
Point 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
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). Enregistrée par satellite en Antarctique le 10 août 2010[5]. Les échelles de température modernes étant définies par le point triple de l'eau à 0,01 °C, la température de fusion de l'eau mesurée précisément est de 0,000 089(10) °C. Enregistrée à Furnace Creek aux États-Unis le 10 juillet 1913[6].