Fonction d’état, différentielles exactes et inexactes

Considérons un système subissant une expansion adiabatique d’un état initial avec une certaine énergie interne vers un état final avec une énergie interne différente. Ici, le travail effectué par le système est noté w.

Si le processus devient non adiabatique tout en conservant les mêmes états initial et final, la variation de l’énergie interne reste la même. Cependant, la chaleur et le travail diffèrent entre les chemins, ce qui reflète que l’énergie interne est indépendante du chemin, tandis que le travail et la chaleur dépendent du chemin.

Des propriétés telles que l’énergie interne qui dépendent uniquement de l’état actuel du système sont appelées fonctions d’état.

En revanche, les grandeurs physiques dépendantes du chemin, comme le travail et la chaleur, sont appelées fonctions de chemin.

Les fonctions d’état et de chemin sont symbolisées respectivement par des lettres majuscules et minuscules.

Les variations infinitésimales du travail, de la chaleur et de l’énergie interne sont représentées par des différentiels δw, δq et dU.

Lorsqu’ils sont intégrés, δw et δq donnent la quantité absolue de travail et de chaleur impliqués dans le processus, les catégorisant comme des différentiels inexacts, tandis que dU donne le changement en U, le marquant comme un différentiel exact.