Les propriétés de la matière - Maxicours

Les propriétés de la matière

Objectifs
  • Décrire les états et la constitution de la matière à l’échelle macroscopique.
  • Connaitre quelques propriétés de la matière solide ou liquide.
Points clés
  • La matière solide et la matière liquide possèdent des propriétés différentes.
  • Concernant la matière solide, on distingue plusieurs propriétés :
    • L’élasticité : c’est la capacité à être déformé et à reprendre sa forme.
    • La solubilité : c’est la capacité à se dissoudre dans un liquide.
    • La dureté : c’est la capacité à résister aux chocs.
    • La conductivité électrique : c’est la capacité à laisser passer l’électricité.

Les différentes matières qui existent (métal, bois, tissu, verre, papier, etc.) possèdent certaines caractéristiques qu’on appelle des « propriétés ».

Analysons quelques-unes d’entre elles.

1. L'élasticité
L’élasticité d’un matériau est sa capacité à être déformé et à reprendre sa forme d’origine après avoir subi une déformation.
Exemples 
Certains matériaux se déforment facilement, comme certains plastiques ou même certains bois alors que d’autres non, comme le verre ou la roche.
Le métal a très peu d’élasticité puisqu’il se déforme mais ne reprend pas sa forme d’origine.
Le caoutchouc est un matériau très élastique.
La fibre de verre est aussi très élastique. On fabrique les perches des sauteurs à la perche avec ce matériau.
2. La solubilité
Certaines matières solides sont solubles, c'est-à-dire qu’on peut les dissoudre dans une matière liquide.
Exemples : le sucre se dissout dans l’eau. C’est le cas aussi du sel.

Lorsque ces solides sont mélangés à l’eau, on appelle ce mélange une solution ou encore un mélange homogène.

D'autres solides sont insolubles : on ne peut pas les dissoudre dans une matière liquide. Ils forment un mélange hétérogène qu’on appelle suspension. Ce mélange est alors trouble.

Exemple 
Si on mélange de la terre et de l’eau, la terre reste en suspension, le mélange est trouble.
Quand on arrête de mélanger, la terre retombe au fond car elle n’est pas dissoute.
Exemples de mélanges homogènes et hétérogène
Remarque 
Concernant les liquides, lorsque deux liquides forment un mélange homogène, on dit qu’ils sont miscibles et quand ils forment un mélange hétérogène, on dit qu’ils sont nonmiscibles.
Exemples 
 
Avant agitation   Après agitation
3. La densité

Chaque échantillon de matière a une masse et un volume qui lui sont propres. Pour une quantité de matière, la masse est différente d’une matière à une autre.

Exemple 
Si on remplit un verre de 25 cL avec des billes de fer, ce sera plus lourd que si on le remplit avec des billes en plastique. Le fer est donc plus dense que le plastique. De même un objet en fer est plus lourd qu’un objet en bois de même dimensions, car le fer a une densité plus grande que le bois.

Même les liquides n’ont pas tous la même masse.

Exemples 
  • 1 litre d’eau pèse 1000 grammes.
  • 1 litre de mercure (c’est un métal liquide) pèse 13 600 grammes.
  • 1 litre d’huile pèse 920 grammes.
  • 1 litre de vin pèse 990 grammes.
  • 1 litre de lait pèse 1030 grammes.
Dans le tableau suivant, on pèse des morceaux faits de matériaux différents mais qui ont la même taille :
Matériau
PVC

Aluminium

Fer

Caoutchouc
Masse (g) 1,4 2,7 7,9 3,5
On note que le fer a la densité la plus grande et le PVC (plastique) la moins importante. On remarque aussi que certains métaux peuvent être plus légers que d’autres matériaux. Par exemple, l’aluminium est plus léger que le caoutchouc (pour un morceau de même dimension). On dit qu’il a une densité plus faible.
4. La dureté
La résistance aux chocs permet de déterminer la dureté du matériau. Le matériau a une grande dureté s’il reste indéformable après avoir subi un impact important.
Exemple : le diamant est un matériau très dur.

Pour tester la dureté d’un matériau, on peut utiliser un système de poinçon qui, sous la pression de la chute d’une bille, laisse une trace sur le matériau. Si la trace laissée est importante, cela signifie que le matériau a une faible dureté.

5. La conductivité
La conductivité d’un matériau permet de déterminer si le matériau laisse passer ou non le courant électrique.

On dit que le matériau est conducteur d’électricité s’il laisse passer le courant.

Dans le cas contraire c’est un isolant électrique.

Certaines matières sont conductrices, c’est-à-dire qu’on peut y faire passer de l’électricité.

Exemple : le fer est très conducteur alors que le bois l'est très peu.

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