Température absolue

Guillaume Amontons observe que « la pression d'une quantité donnée de gaz confinée dans un volume donné augmente d'à peu près un tiers lorsqu'il passe d'une température « froide » à celle de l'ébullition de l'eau. »

Considérons la loi des gaz parfaits :

${\displaystyle PV=NRT}$ soit :

${\displaystyle P={\frac {NR}{V}}T}$

Amontons expérimente sur une quantité de gaz donnée dans un volume donné, donc :

${\displaystyle P=CT}$ où C est une constante.

Il fait évoluer la température d'une valeur t₁ à une valeur t₂ et la pression passe de P₁ à P₂. Puisque le zéro de l'échelle des températures est arbitraire, mesurons les températures à partir d'une origine Z, telle que T = t - Z et cherchons la valeur de Z qui vérifie les mesures. De la formule précédente, on déduit que :

${\displaystyle {\frac {P_{2}}{P_{1}}}={\frac {t_{2}-Z}{t_{1}-Z}}}$

Pour illustrer le calcul, on mesure la température t en degrés Celsius. Posons que la température "froide" d'Amontons est égale à 0 ℃ et la température de l'eau bouillante à 100 ℃. Donnons aux variables leur valeur :

${\displaystyle {\frac {4}{3}}={\frac {100-Z}{-Z}}}$

En simplifiant cette égalité, on trouve :

Z = -300

ce qui constitue une évaluation remarquablement précise du zéro absolu en degrés Celsius, étant donné l'imprécision des indications d'Amontons.

Ce calcul est indépendant de l'échelle thermométrique. On obtient la même valeur approximative du zéro absolu en degrés Fahrenheit lorsqu'on exprime les données dans l'échelle Fahrenheit.