Meilleure réponse
Considérons un peu d’air ou toute autre chose à deux états. Initialement à l’état 1 et finalement à l’état 2. Pendant le processus de létat 1 à 2, il y a un peu de travail accompli. Maintenant ma question est pouvez-vous me dire quel est le travail effectué en considérant simplement les états initial et final.?
Comme ça.
Je suis sûr que vous ne pouvez pas donner de réponse pour le travail effectué. Parce que vous ne connaissez pas le chemin suivi pendant le processus.
Maintenant, considérez ceci.
De cette manière, vous pouvez avoir nimporte quel nombre de chemins entre les états un et deux. Chaque chemin aura une quantité de travail différente.
Cest parce que le travail est une fonction de chemin. La fonction de chemin signifie une quantité qui dépend uniquement du chemin, mais pas des états initial et final. Ex. Travail, chaleur etc.
Une fonction ponctuelle est une grandeur qui ne dépend que des états initial et final. Ex. Énergie interne, volume, pression etc.
Si vous connaissez les états finaux. Vous pouvez trouver leur changement au cours dun processus.
Comme vous lavez demandé, le travail effectué nest pas le produit de la pression et du changement de volume initial et final. En fait, cest pdv intégral ou dans votre cas, cest Fds intégral. Cela signifie que la zone sous la courbe p-v ou F-s représente en fait le travail effectué. Comme la zone dépend du chemin. Le travail effectué doit également dépendre du chemin. Donc, cest une fonction de chemin.
Maintenant, considérez ceci.
Par conséquent, pour les mêmes états initial et final, il a des zones différentes selon le chemin. Ainsi, le travail effectué dépend toujours dun chemin et cest une fonction de chemin.
Réponse
La chaleur nest pas une fonction détat car ce nest pas une propriété intrinsèque dun système.
Pensez à toutes les propriétés qui sont des fonctions détat – pression, volume, énergie interne, température, entropie etc. Toutes ces propriétés sont des propriétés intrinsèques de cette substance particulière.Par exemple, la pression est la force moyenne avec laquelle les atomes / les molécules frappent la paroi du vaisseau. Le volume est lespace occupé par les atomes / molécules. Tout cela est très spécifique à cette substance particulière.
Désormais, la chaleur et le travail sont deux modes d’énergie en transit. Cela signifie que cest ce que nous utilisons pour décrire quand il y a un flux dénergie. La chaleur et le travail ne se soucient pas de la nature du matériau. Lorsque des transferts de chaleur et de travail se produisent à travers une frontière, la substance qui se trouve de lautre côté de la frontière na aucune importance.
La chaleur et le travail ne sont définis que lorsquil y a un changement dans le système, comme lénergie traverse la frontière dun système. Une fois que la chaleur ou le travail franchit la frontière et pénètre dans le système, ils se manifestent eux-mêmes sous la forme de l énergie interne, qui est une propriété du système. Une fois que le changement dans le système a cessé, la chaleur et le travail ne signifient plus rien, nous avons seulement besoin dénergie interne pour connaître létat.
Étant des fonctions de chemin, la chaleur et le travail sont définis par le chemin emprunté par le système du point 1 au point 2. Selon la façon dont nous faisons passer le système de létat 1 à létat 2, linteraction chaleur et travail changerait, mais leur différence serait la même, car leur différence représente lénergie interne.
A partir de la première loi, \ delta Q = dU + \ delta W
dU = \ delta Q – \ delta W
Même si \ delta Q et \ delta W dépendent du chemin , leur différence serait la même, cest-à-dire dU qui est une fonction ponctuelle.
Pour aller du point 1 au point 2, il existe de nombreuses façons de procéder, et pour chacune, en conséquence \ delta Q et \ delta W serait différent.
(Image courtoisie – Google)
Pour chaque chemin, Q et W seraient différents, tandis que P\_1, P\_2, V\_1 et V\_2 seraient toujours les mêmes.