Nous expliquons ce qu’est l’état solide et quelles sont les caractéristiques physiques de cet état de la matière. Exemples de solides.
Qu’est-ce que l’état solide ?
L’état solide est appelé l’une des quatre formes essentielles sous lesquelles la matière est présente , avec le liquide , le gaz et le plasma . Ces formes sont appelées états d’agrégation de la matière .
La matière à l’état solide (ou simplement solide) se caractérise par un agencement spécifique de ses particules , basé sur des liaisons très rigides et fortes, qui se traduit par une structure physique très bien définie . Cela se produit en raison des forces de cohésion entre les particules, chargées de maintenir la forme et le volume du solide stables et de lui donner une certaine marge de dureté et de résistance .
Cependant, ces forces peuvent être surmontées grâce à des processus physiques de changement de phase , qui peuvent convertir un solide en liquide ou en gaz. De tels processus sont appelés :
- Fusionner . Processus physique qui consiste à appliquer de la chaleur à un solide pour augmenter sa température jusqu’à ce qu’il atteigne son point de fusion (température à laquelle le solide passe à l’état liquide, à cette température le solide et le liquide coexistent en équilibre thermodynamique). Lorsque la température dépasse ce point, l’énergie du solide augmente suffisamment pour rompre la cohésion entre ses particules et provoquer le changement de phase. La fusion dépend également de la pression à laquelle le solide est soumis.
- Sublimation . Processus physique par lequel un certain solide passe directement dans la phase gazeuse, sans passer d’abord par la phase liquide. Ceci peut être réalisé en manipulant les conditions de température et de pression spécifiquement pour chaque solide, l’empêchant ainsi de traverser la phase liquide avant d’atteindre la vapeur. Un exemple de ceci est la sublimation de l’iode solide (I), où un gaz violet est produit.
Voir aussi: États de la matière
Caractéristiques physiques de l’état solide
La matière à l’état solide a les caractéristiques suivantes :
- Rigidité. En général, la matière à l’état solide résiste à la déformation. Par exemple : torsions, plis, fissures. Ce n’est que si leur résistance est surmontée que les solides changent de forme (de façon permanente ou temporaire, selon leur élasticité).
- Incompressibilité. Contrairement aux gaz et aux liquides, les solides ne peuvent pas être comprimés, c’est-à-dire que leurs particules ne peuvent plus être plus rapprochées. Au lieu de cela, lorsqu’ils sont soumis à des forces de compression extrêmes, ils ont tendance à se fracturer ou à se décomposer en plus petits morceaux.
- Dureté. En général, les solides résistent à la pénétration d’autres solides, même à la rayure de leur surface. C’est ce qu’on appelle la dureté, la résistance physique contre l’action d’autres solides. Le matériau connu le plus dur est le diamant.
- Fragilité. Les solides peuvent être brisés en plus petits morceaux.
- Élasticité. Contrairement à la fragilité et à la dureté, l’élasticité est la capacité de certains solides à subir une déformation momentanée, sous l’action d’une force, puis à reprendre sa forme initiale une fois l’action de ladite force terminée. Les matériaux élastiques ont une mémoire de forme qui leur permet de revenir à leur position précédente.
- Haute densité. La plupart des solides ont une densité relativement élevée car les particules qui les composent sont très proches les unes des autres.
- Malléabilité. Certains corps solides ont la capacité d’être mis en forme par déformation. Grâce à cette propriété, des feuilles minces d’un matériau peuvent être obtenues sans qu’il se casse.
- Forme définie. Étant rigides, les solides ont des formes définies et ne coulent pas comme les liquides et les gaz.
Exemples d’état solide
Voici quelques exemples de matière à l’état solide :
- Les métaux . À la seule exception du mercure (Hg), les métaux à température ambiante conservent leur résistance et leur dureté grâce aux liaisons métalliques entre leurs atomes . Cependant, avec suffisamment de chaleur (comme dans les forges ou les fonderies), les métaux coulent comme des liquides et peuvent prendre d’autres formes.
- La glace. L’eau liquide, lorsqu’elle est amenée à son point de congélation, c’est-à-dire lorsque l’énergie thermique est évacuée jusqu’à ce qu’elle soit portée à 0 ºC, se cristallise et devient de la glace, une substance transparente et solide.
- Les pierres. Composées de minéraux et d’éléments calcaires ou sédimentaires, les pierres que l’on trouve sur n’importe quelle route sont l’exemple le plus clair de solidité possible sur la planète.
- Le béton. Résultat de l’union de matériaux tels que le gravier, l’eau et le ciment en poudre, d’abord sous forme de pâte humide puis comme matériau extrêmement dur lorsqu’il sèche, il est utilisé quotidiennement dans l’ industrie du bâtiment .
- Les os . Minéralisés avec du calcium provenant de notre alimentation, les os de notre corps ou du corps de tout animal vertébré sont ceux qui fournissent la plus grande force au corps.
