états d’équilibre possibles : c’est la surface caractéristique du fluide.
Le diagramme de Clapeyron représente la surface caractéristique, comme une carte topographique représente le sol. Aux courbes de niveau de la carte topographique correspondent les courbes isothermes du diagramme de Clapeyron. Chaque courbe isotherme réunit tous les points M pour lesquels les valeurs de et correspondent à une même valeur de elle est la projection sur le plan de la section de la surface caractéristique par un plan parallèle, de cote égale à T.
Nous envisagerons seulement des fluides que nous appellerons normaux, dans lesquels les isothermes du diagramme de Clapeyron ne se coupent jamais mutuellement. Cela veut dire qu’à un point M du diagramme ne peuvent jamais correspondre plusieurs valeurs distinctes de c’est d’ailleurs la condition pour que l’on puisse remplacer l’équation d’état (3) par l’équation (4).
À cette condition, nous ajouterons de plus, dans la définition des fluides normaux, la condition qu’une isotherme ne rencontre jamais en plus d’un point une perpendiculaire à l’axe Ov, c’est-à-dire qu’un état d’équilibre quelconque peut être défini sans ambiguïté par les deux données et [1].
Le diagramme de Clapeyron est d’un grand intérêt dans l’étude des machines thermiques, parce qu’il donne immédiatement la valeur du travail élémentaire fourni par l’unité de masse du fluide aux dépens de son énergie interne[2] dans une petite transformation élémentaire quelconque MM’. Ce travail est représenté par la surface du petit trapèze dont les côtés sont : la droite élémentaire MM’, sa projection mm’ sur l’axe Op, et les deux perpendiculaires Mm et M’m’ menées de M et M’ sur cet axe Op. Il en résulte que, pour un cycle fermé, le travail algébrique total fourni par le fluide est égal à la surface qu’enferme ce cycle : il est positif si l’observateur qui regarde le diagramme voit le point figuratif M circuler dans le sens où il voit circuler l’extrémité de l’aiguille d’une montre, et négatif dans le cas opposé.
