Si vous mesurez la température par rapport au zéro absolu, la température est une température absolue ; le zéro absolu est 0.
L’échelle de température absolue la plus utilisée est celle de Kelvin, symbolisée par un K majuscule, qui utilise les degrés de l’échelle Celsius (il en existe une autre, celle de Rankine, qui est liée à l’échelle Fahrenheit). On écrit les températures en kelvins sans le symbole du degré ; le zéro absolu est 0 K.
Un autre nom pour la température absolue est la température thermodynamique. Pourquoi ? Parce que la température absolue est directement liée à la thermodynamique ; en fait, c’est la loi zéro de la thermodynamique qui conduit à une définition (formelle) de la température (thermodynamique).
En gros, la température d’un objet (ou similaire, comme le gaz dans un ballon) mesure l’énergie cinétique des particules (atomes, molécules, etc) de la matière dont il est constitué… au sens moyen, et macroscopique. Notez que les blobs de matière ont bien plus d’énergie que la seule énergie cinétique des atomes du blob – il y a l’énergie qui maintient les atomes ensemble dans les molécules (s’il y en a), l’énergie de liaison des noyaux (sauf si le blog est de l’hydrogène pur, sans deutérium), et ainsi de suite ; aucune de ces énergies n’est comptée dans la température du blob.
On pourrait penser qu’au zéro absolu, une substance serait dans son état d’énergie le plus bas possible, surtout s’il s’agit d’un composé pur (ou d’un élément isotopiquement pur). Eh bien, ce n’est pas tout à fait aussi simple … en laissant de côté l’énergie du point zéro (quelque chose d’assez contre-intuitif, issu de la mécanique quantique), il y a le fait que de nombreux solides ont plusieurs structures cristallines différentes et stables (même à 0 K), mais une seule avec une énergie minimale. Et puis il y a l’hélium, qui est un liquide à 0 K (la phase solide d’une substance a une énergie plus faible que la phase liquide correspondante), sauf sous pression.
Le kelvin est l’une des unités de base du Système international d’unités (SI) (il en existe sept), et est défini par rapport au point triple de l’eau (« Le kelvin, unité de température thermodynamique, est la fraction 1/273.16 de la température thermodynamique du point triple de l’eau » est la définition de 1967/8 ; la définition actuelle – adoptée en 2005 – l’élargit pour tenir compte des variations isotropes).
Pourquoi l’appelle-t-on le Kelvin ? Parce que William Thompson – Lord Kelvin – a été le premier à décrire une échelle de température absolue, dans un article qu’il a écrit en 1848 ; il a également estimé que le zéro absolu était de -273o C.
Project Skymath a une belle introduction à la température absolue.
Un article d’Universe Today que vous pourriez trouver intéressant : Zéro absolu, la température la plus froide jamais créée, et la première lumière de Planck.