Fonctions d'état en thermodynamique

[paces67]

Bonjour,

Je suis actuellement en PACES et et je rencontre des difficultés sur mon cours de thermodynamique à propos des fonctions d'état.

Nous avons défini 4 fonctions d'état: l'énergie interne, l'enthalpie, l'entropie et l'enthalpie libre qui dépendent toutes de variables d'état. J'ai bien compris que les fonctions d'état ne dépendent que d'un état initial et un état final. (Donc d'après moi chacune de ces fonction serait extensive puisque l'état final est différent de l'état initial. Mais je n'en suis pas sûre).

Je cherche à comprendre si toutes ces fonctions sont des fonctions d'état extensives ou bien si certaine sont des fonctions intensives.

Pour moi, l'entropie et l'enthalpie sont bien des fonctions extensives. Mais je ne sais pas si c'est le cas aussi pour l'énergie interne et l'enthalpie libre.

Merci d'avance de votre réponse
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[gts2]

La définition la plus simple de extensif/intensif consiste à dire que si on prend deux systèmes identiques S et S' et que l'on considère le système réunion S+S', les grandeurs qui sont identiques pour S et S+S' sont intensives et que les grandeurs qui ont doublées quand on est passé de S à S+S' sont extensives.

"J'ai bien compris que les fonctions d'état ne dépendent que d'un état initial et un état final."
Non, cela est la variation de la fonction d'état.

"Donc d'après moi chacune de ces fonction serait extensive puisque l'état final est différent de l'état initial. Mais je n'en suis pas sûre."
?? Si l'état final était le même que l'état initial, cela n'empêcherait pas U d'être extensive.

[Opabinia]

Bonjour, -

Une fonction d'état est par définition caractéristique de l'état du système, c'est-à-dire que deux valeurs différentes (F₁, F₂) de la grandeur considérée correspondent nécessairement à deux états différents du système.

Il s'ensuit:
1°) que la variation d'une telle fonction entre deux états donnés est indépendante du chemin suivi ;

2°) que les variables d'état (t, p, m, V, n, c ...) qui caractérisent l'état du système sont elles-mêmes des fonctions d'état, qu'il s'agisse de variables extensives : masse (m), volume (V), quantité de matière (n) ... - ou intensives : concentration (c = n/V), volume molaire (v = V/n), masse volumique (ρ = m/V) ... ;

3°) que les fonctions thermodynamiques (U, H, S, G) définies pour l'ensemble du système considéré - donc grandeurs à priori extensives - se transforment en grandeurs intensives dès lors qu'on les rapporte à l'unité de masse ou l'unité de quantité de matière - tout en restant des fonctions d'état: il en va ainsi, par exemple, de l'énergie interne massique (u = U/m) ou de l'entropie molaire (s = S/n).

Autrement dit, la notion de fonction d'état est indépendante de la classification grandeur intensive / grandeur extensive.

[paces67]

Bonjour,
Merci à vous deux pour vos réponses, c’est désormais plus clair pour moi !

[A voir en vidéo sur Futura]