2) Les changement d'état
Fusion : passage de l'état solide à l'état liquide. Vaporisation : passage de l'état liquide à l'état gazeux. Liquéfaction : passage de l'état gazeux à l'état liquide. Solidification : passage de l'état liquide à l'état solide.
La solidification est le passage de l'état liquide à l'état solide. La fusion est le passage de l'état solide à l'état liquide. La vaporisation est le passage de l'état liquide à l'état de vapeur. La liquéfaction est le passage de l'état de vapeur à l'état liquide.
Un changement d'état est le passage d'un état physique à un autre (voir schéma) sous l'effet d'un changement de température ou de pression. Par exemple, le passage du solide au gaz est appelé sublimation. Un changement d'état physique se produit à une température particulière appelée température de changement d'état.
Par exemple, pour l'eau, le point de fusion est de 0°C. Le passage de l'état liquide à l'état gazeux est appelé vaporisation, tandis que le passage inverse (de l'état gazeux à l'état liquide) est appelé liquéfaction.
Les états (ou phases) de la matière représentent les différentes formes sous lesquelles une substance peut exister dans la nature. Les trois états de la matière les plus connus sont les états gazeux, solide et liquide.
La matière se présente principalement dans trois états physiques : solide, liquide ou gaz. Les caractéristiques de ces trois états sont décrits à l'échelle humaine, c'est-à-dire tels qu'on peut les observer à l'aide de nos sens, et à l'échelle des molécules (en respectant le modèle moléculaire).
Celui-ci est parfois surnommé « cinquième état de la matière » (les quatre états habituels étant le solide, le liquide, le gaz et le plasma). Il faut percevoir cet état de la matière comme un nuage gazeux d'atomes.
Un plasma est un gaz dont les atomes, sous l'effet de la température, ont été dissociés. Alors que dans les trois autres états de la matière (solide, liquide et gazeux) le noyau et les électrons des atomes sont étroitement liés, ils cessent de l'être dans un plasma.
La sublimation est le passage de l'état solide à l'état gazeux. Pour passer directement de l'état solide à l'état gazeux, il faut des conditions de température et de pression particulières.
La solidification est le passage de la matière de l'état liquide à l'état solide. Le mélange réfrigérant constitué de glace pilée et de sel permet d'obtenir un milieu dont la température est inférieure à 0°C.
Dans l'état gazeux, ions, atomes ou molécules sont si faiblement lié(e)s les un(e)s aux autres qu'ils (elles) sont quasi indépendant(e)s. Contrairement à ce qui se passe dans un solide ou dans un liquide, dans un gaz les atomes ont la capacité de se déplacer de manière totalement désordonnée.
L'histoire des découvertes scientifiques sur la matière
Le philosophe Démocrite est parmi les premiers, au cinquième siècle avant JC, à envisager l'existence de particules de matière. Il parle déjà de briques indivisibles de matière qu'il appelle « atomes ». Sa théorie se perd pendant plusieurs siècles.
En voici quelques exemples : l'eau, l'éthanol, l'acide sulfurique, le mercure, le dibrome, l'octane.
La liquéfaction a lieu soit par compression : la pression qui augmente rends l'eau gazeuse liquide ou par refroidissement et dans ce cas le gaz refroidit pour devenir liquide, c'est la condensation.
A l'échelle de l'univers, l'état plasma est le premier état de la matière et aussi le plus répandu. Mais sur Terre, c'est le quatrième état, après les solides, les liquides et les gaz… et il n'est pas enseigné à l'école !
C'est un fluide qui s'adapte à la forme du récipient dans lequel il est placé. Transvasé dans un autre récipient, un liquide conserve tout de même son volume. Un liquide possède donc bien un volume propre. Au repos, la surface libre d'un liquide est plane et horizontale.
Dans un solide, les liaisons entre les molécules ou les atomes sont fortes. C'est pour cela que le solide ne se déforme pas facilement. Pourtant, il existe des solides durs (le silex, le diamant) et des solides mous (la pâte à modeler, le caoutchouc).
Il existe 2 types de vaporisation : - l'ébullition, qui se produit lorsque la température de l'eau atteint 100°C. - l'évaporation, qui se produit à la surface du liquide, à l'aide de la chaleur et du vent.
On la trouve sous les trois états : état liquide : mer, fleuve, rivière, pluie, brouillard, … état solide : glace, neige, verglas, … état gazeux : invisible tout autour de nous.
A une température supérieure à 100°C à pression ambiante, l'eau est à l'état gazeux.
Fusion : effet purement thermique. Dissolution : nécessité d'un solvant liquide qui agit sur le solide.