ÉTAT (en science PHYSIQUE)

-état (en Physique)

L'état est la situation (configuration) d’un système à un moment donné.

Voici quelques états utilisés en Physique :

ETAT d’AGRÉGATION (de la matière)

Il concerne la structure des éléments constitutifs de la matière à un moment donné

Il en existe toute une panoplie: états solide, liquide, gazeux , plasmatique, de superfluidité quantique, de quasi-cristaux, supersolide.....

 

ETAT CINÉTIQUE

Ensemble de relations énergétiques entre particules quantiques

 

ETAT de CONDUCTION

C'est une facilité de circulation de l’électricité (donc propension à produire des électrons)

 

ETAT DIELECTRIQUE

C'est le caractère d’un corps isolant (qui ne conduit pas les charges électriques)

 

ETAT d’ÉNERGIE VOLUMIQUE ou densité volumique d’état (τ')

Il se définit par rapport à une zone d’énergie 

τ= / V.E

avec E(J)= énergie interne du cristal

n(nombre)= nombre d’états

V(m3)= volume



ETAT d’ÉQUILIBRE

En thermodynamique, c'est un équilibre local



ETAT FONDAMENTAL

Etat d’énergie minimale pour un atome (les atomes de valence sont alors au minimum d’énergie)

 

ETAT HYGROMÉTRIQUE (ou Fraction de saturation ou Humidité relative)

Notion caractérisant le pourcentage de vapeur d’eau de l’atmosphère, c'est à dire : (pression de vapeur d’eau à température T° ) / (pression saturante à T° )



ETAT de MOUVEMENT

Par exemple les transports

 

ETAT PARTICULAIRE

En Physique quantique, un stock de particules baryoniques , plutôt que d'être appréhendé par des quantités,est plutôt considéré par les états des particules constitutives (ETAT signifiant occupation d’une situation, au sens géométrique ou au sens charge)

Il en résulte un calcul de probabilité d’état, dit Statistique, nombre sans dimension dont le symbole de désignation est noté nx)

Par exemple la statistique de Bose-Einstein

 

ETAT de PROBABILITÉ ÉNERGÉTIQUE

w = 1 / e(F’B) -1

où w(nombre)= probabilité pour trouver (dans un réseau, à température T) un état d’énergie l’équilibre

avec F’B(nombre)= facteur de Boltzmann

 

ETAT SPÉCIFIQUE

(par ex: de caractéristiques spécifiques d’aspect, de spin, d’isomérie....)



ETAT STATIONNAIRE

Etat thermodynamique où les variables d’état ne varient plus, mais où les échanges énergétiques persistent.

Le système reçoit de l’énergie sans que ses variables thermodynamiques changent (ce n’est donc pas un état d’équilibre)

 

ETAT de VIBRATIONS

t= dE / h.f.nxB.df

avec td(s)= densité d’états de vibrations par zone de fréquences propres

E(J)= énergie interne du cristal

h(J-s)= constante de Planck (6, 62606876.10-34 J-s)

f(Hz)= fréquence

nxB(nombre)= distribution de Bose-Einstein



NOTIONS LIEES

-une variable d'état (ou paramètre d'état ou grandeur d'état)

(pouvant être thermodynamique, électromagnétique, d’espace, etc) : c'est une grandeur permettant de définir une condition du système et dont l’évolution en fera changer l’état macroscopique .

Une telle variable peut être intensive (quand elle exprime les aspects qualitatifs de l’intérieur d’un système,comme la pression, la température, le potentiel,....)

elle peut être extensive (quand elle concerne les aspects quantitatifs de la matière incluse dans le système,comme la masse,l'énergie interne,....)

-un vecteur d'état représente géométriquement une variable d’état

-une fonction d'état (représentée par l’équation d’état) est une formule d’interconnexion entre les grandeurs d’état du système, permettant de le définir à un moment donné de son évolution -mais elle ne concerne pas l’historique ni l’environnement de cet état-

Une fonction d'état est l'état limité à la structure du système et limité à l'instant donné

En thermodynamique par exemple, une fonction d’état concerne la relation instantanée entre la température, la pression, les proportions de composants....

voir les divers cas d’équation d’état aux chapitres des gaz parfaits, des gaz réels, des liquides et solides (exemples : équation du viriel, équation de Van der Waals...)

En résistance des matériaux, on peut citer la loi de Hooke comme fonction d’état, en électromagnétisme la loi de Curie, etc

 

Une équation d'état est polytropique quand elle ne dépend pas de la température >>

par exemple p = K.ρ' (1+1/np)  où p(Pa) est la pression, K est une constante numérique, ρ'(kg/m3) est la masse volumique, (1 + 1/np) est l'indice adiabatique du matériau (γ) .

Quand np est faible,le matériau est rigide et si np est nul, le matériau est incompressible

-un changement d'état (ou transformation)

représente les modifications de l’état d’agrégation d’un corps et pouvant être un changement physique (comme une transition de PHASE comme fusion, solidification, sublimation, aimantation....), ou une modification des Variables d’état (soit thermodynamiques, soit électromagnétiques, soit d’espace, etc)

Quand on est dans le cas d'un changement d'état, la configuration initiale est dite "état initial" et sa configuration après le changement est dite "état final"

-une densité d'état

Une densité d'état est la fonction de partition microcanonique d'un système

Nota : la fonction de partition est une grandeur impliquant les propriétés statistiques des éléments constitutifs d'un système en équilibre thermodynamique

.... et microcanonique signifie "faisant partie de l'ensemble des systèmes thermodynamiques isolés (de l'extérieur) et d'énergie constante"

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