Les états physiques de la matière
Objectifs
À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• citer les propriétés des corps solides, liquides et gazeux ;
• nommer les changements d'état : fusion, solidification, vaporisation, évaporation, liquéfaction ;
• tracer et interpréter la courbe de la température en fonction du temps θ = f(t) ;
• montrer que la masse d'un corps ne change pas lors d'un changement d'état ;
• décrire le cycle de l'eau dans la nature.
Situation de départ
Une bouteille en verre oubliée au congélateur éclate. Les vêtements sèchent sur le balcon. De la buée apparaît sur le pare-brise ou sur vos lunettes quand vous entrez dans une pièce chaude.
Comment l'eau passe-t-elle d'un état à un autre ?
I. Les trois états physiques
1. Solides et liquides
Un glaçon garde sa forme et son volume, que vous le mettiez dans un verre ou dans un bécher. L'eau liquide garde son volume mais prend la forme de chaque récipient.
Forme propre, volume propre
- Un solide a une forme propre et un volume propre.
- Un liquide a un volume propre mais pas de forme propre : il prend la forme du récipient. On ne peut pas verser 1 L d'eau dans un récipient de 50 cL.
- Les liquides coulent : ce sont des fluides.
- La surface libre d'un liquide au repos est plane et horizontale (perpendiculaire au fil à plomb), même si on incline le récipient. C'est le principe du niveau à bulle des maçons. Dans un tube étroit, elle forme un ménisque.
2. Les gaz
Un gaz n'a ni forme propre ni volume propre : il occupe tout l'espace qui lui est offert. C'est pourquoi on sent une fuite de gaz dans toute la cuisine. On dit que les gaz sont expansibles.
Bouchez une seringue pleine d'eau et poussez le piston : il ne bouge presque pas. Avec de l'air, le piston s'enfonce : le volume diminue. Les gaz sont compressibles ; les liquides presque pas. Quand on relâche, l'air reprend sa place.
Les pneus de vélo et de voiture, les bouteilles de plongée contiennent de l'air comprimé.
On peut recueillir un gaz par déplacement d'eau : un flacon plein d'eau retourné dans une cuve se remplit du gaz amené par un tuyau, tandis que l'eau descend.
II. Les changements d'état
1. Les changements d'état
les changements d'état de la matière
Six mots à retenir
| Passage | Nom | Exemple |
|---|---|---|
| de solide à liquide | fusion | un glaçon fond dans un jus |
| de liquide à solide | solidification | l'eau gèle au congélateur |
| de liquide à gaz | vaporisation (ébullition ou évaporation) | l'eau bout ; le linge sèche |
| de gaz à liquide | liquéfaction (condensation) | la buée sur les lunettes |
Un changement d'état est une transformation physique : la matière reste la même (c'est toujours de l'eau).
2. Solidification et fusion de l'eau
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