H7ti 



M. LAMOTTE — THERMOMÉTRIE ET CALORIMÉTRIE AIX. TEMPÉRATURES TRÈS BASSES 



qu'on appelle improprement l'échelle absolue. 



La seule définition tlworique de la température 

 indépendante du corps thermométrique que nous 

 |)OSsédions est la définition tliermodynamique. On 

 sait que, dans cette échelle, Y intervalle de teinpr- 

 rutiire est déterminé par le rendement d'un cycle 

 de transformations réversible, effectué entre les 

 températures qui sont les limites de l'intervalle. 11 

 est impossible en pratique de mesurer directement 

 l'intervalle de température ainsi défini. Un calcul 

 simple, qu'on répète dans tous les cours, montre 

 que l'échelle thermodynamique est représentée 

 exactement par l'échelle d'un thermomètre à qaz 

 parfait sous volume constant. Cette circonstance 

 nous permettrait deréaliserun thermomèlre absolu, 

 mais aucun gaz réel ne jouit des propriétés de gaz 

 parfaits. Quelques-uns s'en écartent assez peu dans 

 les limites des températures moyennes : mais 

 les écarts deviennent certainement considérables 

 ([uand ces gaz sont dans des conditions de tempé- 

 rature et de pression voisines de celles où ils se 

 liquéfient. Léchelle du thermomètre à gaz devient 

 alors arbitraire comme toutes les autres, puisqu'il 

 est impossible de la comparer à l'échelle absolue. 



De plus, la notation usuelle des températures 

 procède par progression aritlimétique, tandis que 

 l'échelle thermodynamique procède par progression 

 géométrique. 11 est naturel, en ell'et, d'appeler inter- 

 valles de température égaux dans l'échelle absolue 

 deux intervalles caractérisés par une même valeur 

 du rendement d'un cycle réversible opéré entre les 

 deux limites des intervalles. Remarquons, à ce pro- 

 pos, qu'il n'est pas exact à tous égards de dire, 

 comme on le fait dans la plupart des cours, qu'on 

 ne peut pas additionner deux températures. Cela 

 est vrai en ce sens que la somme de deux nombres, 

 par lesquels nous exprimons deux températures, 

 représente une température qui n'est liée par 

 aucune relation précise avec les deux autres. Mais 

 nous pouvons très bien concevoir la superposition 

 de deux intervalles de température ayant une 

 limite commune intermédiaire aux limites extrê- 

 mes. Elle correspond à l'association de deux ma- 

 chines thermiques, la source froide de l'une étant 

 hi source chaude de l'autre. Seulement celte addi- 

 tion pliysique des deux intervalles se traduit non 

 pas par une addition ah/éJjriqiiP. mais par une mul- 

 tiplication des nombres ou une addition des loga- 

 rithmes, comme celle des intervalles acoustiques. 



Si la limite commune des deux intervalles n'est 

 l)as la limite intermédiaire, il suffit de supposer 



que l'une des machines fonctionne en sens inverse 

 de l'autre. 



De la difl'érence de notation signalée, il résulte 

 que le degré centigrade a une valeur thermodyna- 

 mique variable avec la température elle-même. Si 

 nous désignons la température absolue centigrade 

 ])ar T, celte valeur est : 



elle croît, et très rapidement, cjuanlT devient petit. 



La température tend donc asymplotiquement 

 vers le zéro absolu. Aussi, si les nombres de la nota- 

 tion arithmétique se resserrent aux très basses 

 températures, les intervalles thermodynamiques 

 restent du même ordre de grandeur. Il y a le même 

 intervalle entre la température de fusion et la tem- 

 pérature d'ébullition de l'hydrogène (de l.'î'' à 

 20" abs.) qu'entre les températures de fusion et d'é- 

 bullition de l'eau (273" et 373",. Entre la tempéra- 

 ture d'ébullition de l'hélium et celle de l'hydrogène, 

 l'intervalle thermodynamique est plus grand qu'en- 

 tre les températures d'ébullition de l'eau et celle du 

 zinc. 



Les difficultés qu'il faut surmonter pour gagner 

 quelques degrés dans la région des basses tempéra- 

 lures croissent donc rapidement. Quelles chances 

 avons-nous d'atteindre le zéro absolu ? Pour pou- 

 voir répondre à cette question, il faudrait d'abord 

 savoir ce qu'il faut entendre par zéro absolu. Or, 

 actuellement, nous ne pouvons nous faire aucune 

 idée sérieuse de ce que, au point de vue physique, 

 représentent les conditions que nous désignons ainsi. 

 La seule conception rationnelle est de considérer le 

 zéro absolu comme un point où tous les thermo- 

 mètres seraient d'accord, comme le point de conver- 

 gence de toutes les courbes thermométriques cons- 

 truites à une échelle convenable ; où, d'autre part, la 

 température moyenne d'un système, la seule que 

 nous mesurons, serait égale à la température de 

 chaque molécule. Ce dernier point est encore gros 

 de difficultés. 



Quoi qu'il en soit, nous ne saurions méconnaître 

 l'intérêt et l'importance des progrès accomplis, ni 

 marchander notre admiration à tous ceux qui, par 

 leurs travaux théoriques ou pratiques, ont réussi à 

 nous ouvrir un domaine qu'auparavant nous osions 

 à peine entrevoir. 



Marcel Lamotte, 



Professeur-adjoint 

 à l'Université de Clermoml-Ferrand. 



