Les variables d’état

Définition d’une variable d’état

Elles permettent de définir l’état d’un système à l’échelle macroscopique :

  1. la pression P en Pa
  2. la température T en K
  3. le volume V en m3
  4. la masse m en Kg

De nombreuses variables sont reliées entre elles ce qui induit de nouvelles variables d’état telle que le nombre de mole n, la concentration, la fraction molaire, la densité….

Variables extensives et intensives

Une variable extensive est une variable qui est proportionnelle à la quantité de matière du nombre de moles : masse, nombre de mole, volume, l’entropie, l’enthalpie
Inversement, une variable intensive ne dépend pas de la quantité de matière du système : température, pression, potentiel rédox,  masse volumique, indice de réfraction…

Astuce :
Les variables extensives peuvent être additionnée, contrairement aux variables intensives. 
Si l’on rassemble dans le même récipient 1L d’eau à 20°C avec un autre litre d’eau  à 20°C, on obtient bien 2 litres d’eau (le volume est donc bien une variable extensive) mais la température ne sera pas égale à 40 °C. La température est bien une variable intensive.

Les variables de GIBBS
Elles définissent l’état du système : P, V, T …

Les fonctions d’état

Ce sont des fonctions qui ont pour variables des variables d’état. Elle ont la particularité de ne dépendre uniquement de l’état initial et de l’état final quelque soit le chemin utilisé. Elles sont extensives.
Parmi les fonctions d’état l’on a l’enthalpie H, l’énergie interne U, l’entropie S, l’enthalpie libre G, le travail W.

Rappel de la notation des dérivées en thermodynamique :
dF : pour la dérivée d’une fonction d’état
∂F : pour la dérivée partielle
δF : pour la dérivée d’une fonction qui n’est pas une fonction d’état