Les états de la matière et les changements de phase

Dans la nature, une même substance peut exister sous différentes formes. Ces formes sont appelées les états (ou phases) de la matière. Les trois états de la matière les plus connus sont les états gazeux, solide et liquide. Il existe d’autres états comme le plasma, mais ceux-ci sont plutôt rares et doivent normalement être produits en laboratoire, dans des conditions de température et de pression précises.

L'eau est un exemple de substance bien connu existant dans les trois principales phases. À basse température (en dessous de 0°C), on observe de la glace (la phase solide).

Source

Lorsque la température de l’eau est entre 0°C et 100°C, sa phase est liquide.

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Enfin, lorsque la température de l’eau est supérieure à 100°C, l’eau est dans sa phase gazeuse : c’est de la vapeur d’eau.

Source

Une substance peut donc changer de phase, et ce, en fonction de la température et de la pression. Il est également possible d'avoir deux ou plusieurs phases en même temps à certaines températures et pressions.

État

Caractéristiques

Représentation

Solide

  • Volume défini
  • Forme définie
  • Particules rapprochées
  • Particules liées entre elles
  • Incompressible
  • Particules ordonnées

Liquide

  • Volume défini
  • Forme non définie
  • Particules peu liées entre elles
  • Incompressible
  • Particules désordonnées

Gazeux

  • Volume non défini
  • Forme non définie
  • Particules éloignées
  • Particules non liées entre elles
  • Compressible
  • Particules désordonnées

Les changements de phase

Le diagramme suivant présente le nom attribué à chacun des changements d’états.

La fusion est le passage de l’état solide à l’état liquide. La fonte des neiges en est un exemple.

La solidification est le passage de l’état liquide à l’état solide. Pour fabriquer des lingots d’or, on fond l’or et on le verse sous forme liquide dans les moules. Lorsque l’or s’est solidifié, on retire le moule.

La sublimation est le passage de l’état solide à l’état gazeux. Une fois l’hiver terminé, la disparition des boules à mites installées dans les tiroirs d’un chalet d’été est un exemple de sublimation.

La condensation solide est le passage de l’état gazeux à l’état solide. Le givre sur les fenêtres en hiver est un exemple de condensation solide. On a besoin d’un support solide, tel qu'une poussière, un noyau, pour rendre la condensation liquide et la condensation solide possibles. Plusieurs phénomènes de l’atmosphère s’expliquent par la condensation : les nuages, le brouillard, la brume, la rosée ou le gel.

La vaporisation est le passage de l’état liquide à l’état gazeux. Ce passage peut porter d'autres noms comme l’évaporation ou l’ébullition. Si on laisse un verre d’eau sur le comptoir quelques jours, la quantité d’eau diminuera, car une partie de cette eau se sera évaporée. Lorsqu’une vaporisation se produit lentement, on parle d’évaporation. Lorsque ce changement d’état se produit rapidement, il s’agit alors d’une ébullition. L’eau que l’on fait bouillir sur la cuisinière est un exemple de vaporisation rapide (ébullition).

La condensation liquide est le passage de l’état gazeux à l’état liquide. Ce passage peut aussi être nommé liquéfaction. L’eau que l’on retrouve sur le miroir après une douche chaude est de l’eau qui a subi une liquéfaction. La vapeur d’eau s’est condensée au contact du miroir froid.

Les exercices

Les références

Les changements de phase


  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse