Les différents états de la matière - Maxicours

Les différents états de la matière

Objectifs
  • Décrire les états de la matière à l’échelle macroscopique.
  • Comprendre que l’état physique d’un échantillon de matière dépend de conditions externes, notamment de sa température.
Points clés
  • La matière existe sous différents états :
    • État solide
    • État liquide
    • État gazeux
  • Certains matériaux peuvent exister sous différents états.
  • Les changements d’états se produisent en général à cause d’un changement de température : un réchauffement ou un refroidissement.
1. Les 3 états de la matière

Dans la nature qui nous entoure, la matière existe sous 3 états : solide, liquide et gazeux.

a. L'état solide

Les matériaux à l’état solide ont une forme propre.

Cube de glace Pépite d'or Buche de bois Barres de fer
b. L'état liquide

La matière à l’état liquide n’a pas de forme propre : elle prend la forme du récipient dans lequel on la verse ou de l’endroit où elle est.

Verre de lait Pichet et verre de jus d'orange Bocal d'eau
c. L'état gazeux

La matière à l’état de gaz n’a pas de forme propre : elle occupe entièrement l’espace dans lequel elle se trouve.

Exemple 
Si on met de l’oxygène dans une bouteille, il occupe toute la place présente dans la bouteille.

La plupart des gaz sont invisibles mais certains se voient car ils ont une coloration, comme par exemple le dioxyde d’azote qui est légèrement rouge.

2. Le passage d'un état à l'autre

De nombreuses matières existent sous plusieurs états.

Exemples 
  • L’eau existe sous la forme liquide, solide ou gazeuse.
  • De nombreuses matières comme le beurre, l’or, le fer, la roche ou le sable existent sous forme liquide ou solide, mais pas sous forme de gaz.
  • L’oxygène existe sous forme d’un gaz mais aussi sous forme liquide, mais pas sous forme solide.
Beurre solide et beurre liquide
Roche solide  Roche fondue (lave)
Pépite d'argent (solide)  Argent fondu

Les changements d'états se produisent suite à des changements de température importants.

Quand on abaisse ou augmente la température jusqu’à un point précis, certains matériaux changent d’état.

Exemple
Le sable chauffé à haute température (1500°C) devient une pâte liquide que l’on peut alors travailler pour fabriquer différents objets en verre.

 
Sable (solide) Pâte de verre (liquide) Bouteille en verre

Ces changements d’état se produisent à des températures différentes pour chaque matière.

Exemples 
  • L’or devient liquide à une température de 1000°C environ
  • Le fer devient liquide à une température de 1500°C environ
  • L’aluminium devient liquide à une température de 650°C environ
  • L’eau devient solide (glace) au-dessous de 0°C et la glace devient liquide au-dessus de 0°C.
  • Le sable devient liquide à une température de 1500°C environ, il se transforme alors en verre.
  • L’oxygène devient liquide à une température de –218°C environ.
  • La roche devient du magma entre 1200°C et 1500°C.

On peut résumer ces changements d’états par le schéma suivant :

Les changements d'état : exemple de l'eau

Quand un solide devient liquide, on appelle cela la fusion.

Quand un liquide devient solide, on appelle cela la solidification.

Quand un liquide devient gaz, on appelle cela la vaporisation.

Quand un gaz devient liquide, on appelle cela la liquéfaction (parfois appelé la condensation).

Quand un gaz devient solide, on appelle cela la condensation (parfois appelé la condensation solide).

Quand un solide devient gaz, on appelle cela la sublimation.

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