équation d’état (suite)
Par définition, deux gaz sont dits « dans des états correspondants » si pression, volume et température de chacun d’eux sont tels que les variables réduites aient, pour ces deux gaz, deux à deux la même valeur. Si l’on admet pour représenter les divers gaz l’existence d’une même équation réduite, cela entraîne la loi des états correspondants, suivant laquelle, pour que deux gaz soient dans des états correspondants, il est suffisant que deux de leurs coordonnées réduites soient les mêmes pour ces deux gaz.
La loi des états correspondants n’est qu’approximativement vérifiée par l’expérience pour l’ensemble des gaz. Si on groupe ceux-ci en familles à l’intérieur de chacune desquelles chaque constante critique varie peu d’un gaz à l’autre, la vérification de la loi des états correspondants à l’intérieur de chaque famille est meilleure. Comme la loi des états correspondants est liée à l’existence d’une équation réduite, elle-même liée à l’existence d’une équation d’état comportant seulement trois constantes, on peut donc affirmer qu’aucune équation d’état à trois constantes ne pourra rendre compte de façon rigoureuse des propriétés du gaz dans tout son domaine d’existence. La loi des états correspondants n’en garde pas moins son importance comme première approximation.
Remarque
La notion d’équation d’état, valable en principe pour les solides, est loin de présenter en fait le même intérêt que pour les fluides : d’une part, la variation de volume par échauffement isobare et surtout par compression isotherme est beaucoup plus faible que pour un gaz ; d’autre part, il est difficile d’obtenir des variations reproductibles, en raison des phénomènes d’hystérésis présentés par les solides. On ne dispose dans ce domaine que de représentations empiriques.
L’intérêt de la notion d’états correspondants n’est cependant pas limité au seul état fluide : l’étude de la variation en fonction de la température du produit Ac de la masse atomique A des corps simples par leur chaleur massique c (chaleur atomique) montre pour tous une courbe de même forme, plus ou moins dilatée suivant l’axe des T ; en portant en abscisses pour construire cette courbe non pas T mais T/Θ, température réduite, Θ étant une température caractéristique de chaque solide, dite « température de Debye », on obtient un recouvrement approché des courbes relatives aux divers solides ; là encore, on peut dire que deux corps simples solides ont même chaleur atomique s’ils sont dans des états correspondants, c’est-à-dire si T/Θ a la même valeur pour les deux solides.
R. D.