Par une nuit moite et sans lune de l'an 1850, le chimiste anglais Michael Faraday se réveille en sueur.

Quel cauchemar ! Lui, l'expérimentateur de génie, aussi doué pour la chimie que pour la physique, ne savait plus la différence entre la température et la chaleur!

Encore sous l'emprise du rêve, il hésite...

Non, il faut en avoir le coeur net, par une expérimentation bien menée.

Faraday se lève, met une couverture sur les épaules et descend dans son laboratoire : d'abord, du thé, puis, au travail.

Voyons, ce thé bien chaud : qu'en dit le thermomètre ?

70°! Il contient de la chaleur, et sa température est élevée.

La température mesure-t-elle la quantité de chaleur ?

Faraday sait raisonner : il sait que la chaleur est quelque chose qui se transmet, qu'un corps froid que l'on chauffe devient chaud, parce qu'on lui a transmis de la chaleur.

Et les physiciens du XVIII eme siècle lui ont enseigné que cette chaleur qui se transmet est une forme d'énergie.

Par exemple, Joseph Thompson, qui fut anobli sous le titre de Comte Rumford, avait observé que le percement des fûts de canon, qui nécessite de l'énergie, provoquait un échauffement du métal : ainsi, quand on dépense de l'énergie pour réaliser un travail mécanique, on obtient un effet mécanique -l'arrachage du métal- et un échauffement. L'énergie peut ainsi se transformer en chaleur.

Inversement la chaleur peut se transformer en énergie mécanique : dans une machine à vapeur, la chaleur que l'on communique à de l'eau provoque la vaporisation de cette dernière, et l'entraînement d'un piston.

D'accord, se dit Faraday, je sais ce qu'est la chaleur, mais la température, alors?

Il prend un gramme d'eau et le chauffe en mesurant la température : très vite, la température augmente et atteint 100 degrés Celsius.

A ce moment, l'eau s'évapore. Mais quoi ?

La température n'augmente plus,alors que l'on continue d'apporter de la chaleur.

C'est là une première preuve que la température n'est qu'une mesure de la chaleur, sinon la température continuerait d'augmenter quand on continue d'apporter de la chaleur.

Pas encore très bien réveillé, Faraday répète l'expérience, en prenant maintenant dix litres d'eau, qu'il chauffe avec le même feu que précédemment : cette fois, la température n'augmente que très lentement.

Si la température était la même chose que la chaleur, on devrait obtenir la même augmentation de température, puisque l'on chauffe de la même façon dans les deux cas.

Faraday remonte se coucher, rassuré, et il fait cette fois un beau rêve : il rêve que des physiciens découvriront la véritable signification de la chaleur.

Les mouvements des molécules augmentent avec la température. De l'eau, c'est un ensemble de molécules qui bougent dans tous les sens, à la façon de boules de billard sur un tapis sans frottement.

Refroidir l'eau, c'est à dire réduire la température, c'est ralentir les molécules, qui finissent par s'immobiliser en formant de la glace.

A ce stade, les molécules n'ont plus assez d'énergie pour se déplacer : elles vibrent sur place.

Inversement, quand on chauffe de l'eau, c'est à dire quand on augmente sa température, les vitesses des molécules augmentent tant que les molécules d'eau parviennent à s'échapper : c'est la vapeur.