La Matière

LA MATIERE

La matière peut exister en général sous 3 états différents : solide, liquide et vapeur (ou gaz).
L'état sous lequel se trouve la matière s'explique par la structure moléculaire des corps et dépend de 2 paramètres : la température et la pression.

Ainsi sous une pression atmosphérique normale, l'eau est solide (glace) = état ordonné, en dessous de 0° C. Les molécules occupent des positions pratiquement fixes et sont séparées de leurs proches voisines par des distances de l'ordre de leurs propres dimensions, les solides ont une forme propre. Elle est liquide = état désordonné et condensé, entre 0° C et 100° C.  Les molécules se déplacent les une par rapport aux autres mais occupent toujours un espace déterminé, les liquides prennent la forme du récipient qui les contiennent. Elle est de la vapeur d'eau = état désordonné et dispersé, au dessus de 100° C. Les molécules sont éloignées les une des autres et se déplacent librement. Les gaz occupent tout l'espace disponible.

I - Changements d'état des corps purs

Lorsque les conditions de température ou de pression varient, les corps purs peuvent aussi changer d'état.

Passage Solide -> Liquide = Fusion

Elle se produit lorsque certains solides sont chauffés, l'énergie ajoutée fait vibrer les molécules plus violemment et si suffisamment de chaleur est ajoutée la substance fond.
Lors de la fusion l'état physique change mais la composition chimique demeure identique. Elle nécessite un apport d'énergie.

Passage Liquide -> Gaz = Vaporisation

La vaporisation englobe 2 phénomènes différents :

- L'ébullition qui se produit à une t° constante qui dépend fortement de la pression et donc de l'altitude. La t° d'ébullition de l'eau pure est voisine de 100°C au niveau de la mer, de 85°C en haut du Mont Blanc et de 72°C en haut de l'Everest.

- L'évaporation qui est un phénomène de surface. Entre la t° de fusion et celle d'ébullition, le corps pur est en équilibre avec sa vapeur.

Passage Gaz -> Solide = Condensation solide

Un exemple de condensation solide se produit lorsque des molécules d'eau (vapeur) perdent de l'énergie calorifique au contact d'un verre glacé. La vapeur change de phase et devient de l'eau liquide, vapeur d'eau condensée à l'extérieur du verre.
La condensation est un procédé de réchauffement.

Passage Liquide -> Solide = Solidification

La t° de changement d'état est 0°C. C'est ce qui se passe lorsqu'on met de l'eau au congélateur.

Passage Solide -> Gaz = Sublimation

Ce changement de phase saute un des stades du cycle, la sublimation est le processus par lequel les solides deviennent des gaz sans devenir liquides (le camphre). Inversement, les gaz peuvent aussi se condenser directement en solides sans devenir liquides (le givre, les flocons de neige).

Passage Gaz -> Liquide = Liquéfaction ou condensation liquide

D'une façon générale on peut liquéfier un gaz en augmentant la pression, mais il existe une température dite "critique" au dessus de laquelle il est impossible de le liquéfier (par exemple pour l'azote, la t° critique est de - 147°C donc on pourra avoir de l'azote liquide à des t° < à - 147°C).