Solide liquide gazeux et les autres

Évaporation ou vaporisation

Tout ce qui nous entoure et même notre corps est composé de matière. La matière peut se définir par un ensemble des particules qui, réunies, ont une masse et un volume. La matière peut être organique (êtres vivants ou morts) ou inorganique.

La matière que nous connaissons naturellement par nos sens est dite baryonique parce que composée de particules élémentaires comme les protons et les neutrons.

La matière dans tous ses états… classiques !

On apprend à l’école que la matière peut se présenter sous trois états : solide, liquide et gazeux. Dans un solide, les particules constitutives sont proches les unes des autres et sont liées entre elles par des forces d’interaction importantes : elles n’ont aucun mouvement spontané possible les unes par rapport aux autres. Le solide a une forme et un volume donnés et est incompressible (bien que déformable sous l’action de contraintes). Pour l’état liquide, en revanche, les atomes sont un peu plus éloignés et libres de se déplacer dans certaines limites. Le matériau liquide n’a plus de forme (il adapte sa forme à celle de son contenant), mais toujours un volume. Il reste incompressible. Enfin, dans le cas du gaz, les particules perdent leur cohésion. Elles ne sont plus liées entre elles, se déplacent totalement librement (ou presque), ce qui fait que la matière gazeuse n’a ni forme, ni volume déterminés (un gaz occupe tout l’espace qu’on lui donne) et peut être comprimée.

Solidification de l’eau

Les changements d’état de la matière.

L’apparition des trois états classiques de la matière varient en fonction de la nature du matériau, de sa température et de la pression à laquelle il est soumis. Un matériau donné peut donc changer d’état (solide, liquide, gazeux) mais pas dans les mêmes conditions qu’un autre matériau.

Ces changements d’état portent des noms bien précis  qui ne sont pas toujours ceux que l’on croit :

• Un solide devient liquide par fusion ;
• Un liquide devient solide par solidification ;
• Un liquide devient gaz par vaporisation ou évaporation dans le langage courant ;
• Un gaz devient liquide par liquéfaction ou condensation liquide, mais dans le langage courant et en milieu professionnel, on parle plutôt de condensation (tout court) ;
• Un solide devient gazeux par sublimation ;
• Un gaz devient solide par condensation solide, phénomène artificiellement provoqué et donc souvent peu connu du grand public.

Boule à plasma

Les autres états de la matière ?

Nous avons parlé des états classiques de la matière, c’est-à-dire de ceux que nos sens peuvent percevoir et que l’on observe donc communément dans la nature. Mais les évolutions scientifiques et technologiques ont mis en lumière des états dits « exotiques » généralement provoqués par l’homme, comme :

• L’état plasma : il s’agit d’un gaz dans lequel les atomes ou molécules sont ionisés ;
• L’état supercritique : il s’agit d’un état intermédiaire liquide-gaz obtenu par augmentation de la pression ; c’est aussi un peu l’état de votre belle-mère…je vous l’accorde.
• L’état mésomorphe : il s’agit de l’état intermédiaire liquide-solide des cristaux liquides ; ne confondez pas avec l’état amorphe de vos ados !
• L’état hyper-uniforme désordonné dans lequel la matière est ordonnée sur de grandes distances et désordonnée sur de petites distances;
• Le condensat de Bose-Einstein : il s’agit de la condensation de bosons dans le niveau de plus basse énergie ;
• Les métaux de Jahn-Teller qui sont à la fois isolants et superconducteurs.

Mais la liste peut encore évoluer. Alors rendez-vous dans 50 ans sur « culture-generale.fr » pour lire la suite !